一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法与流程

技术特征：
1.一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，其特征在于，方法包括以下步骤：s1，根据控制系统节点度分布均匀性以及节点介数的链路不平衡性建立智能电网控制系统结构性风险评估模型；s2，根据电力网节点的电气中心性获取控制系统节点的耦合电气中心性指标，根据所述耦合电气中心性指标获取控制系统链路耦合电气中心性的不平衡性指标，根据所述不平衡性指标建立智能电网控制系统诱发性风险评估模型；s3，获取控制系统节点攻击效能指标，根据所述节点攻击效能指标获取节点攻击效能威胁性指标，根据所述节点攻击效能威胁性指标建立智能电网控制系统安全防护能力缺陷影响性评估模型；s4，根据所述节点度分布均匀性、节点介数的链路不平衡性、链路耦合电气中心性的不平衡性和节点攻击效能威胁性，基于雷达图法建立智能电网控制系统综合风险评估模型。2.根据权利要求1所述的一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，其特征在于，获取智能电网控制系统结构性风险评估具体步骤如下：根据所述节点的度数获取度数的种类，获取每种度数所对应的节点数量占总节点数量的比率，根据所述比率获取节点度分布熵，对所述节点度分布熵进行归一化处理获取控制系统节点度分布均匀性指标，根据所述控制系统节点度分布均匀性指标对智能电网控制系统局部结构性风险进行评估，其中，节点度分布均匀性指标的计算式为统局部结构性风险进行评估，其中，节点度分布均匀性指标的计算式为表示节点度分布熵；获取控制系统节点的介数值，根据所述节点介数值获取节点介数的链路不平衡性指标，根据控制系统节点介数的链路不平衡性对智能电网控制系统全局结构性风险进行评估，其中，节点介数的链路不平衡性指标的计算式为其中，|b
m-b
n
|
max
表示智能电网控制系统中实际存在的链路两端节点介数的最大差值，|b
imax-b
imin
|表示智能电网控制系统中最大介数值与最小介数值的差值。3.根据权利要求1所述的一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，其特征在于，获取智能电网控制系统诱发性风险评估具体步骤如下：根据电力网节点容量、输电线路阻抗和加权邻接矩阵获取节点的电气介数指标，对所述电气介数指标进行归一化处理，获取电力网节点的电气介数中心性指标；基于电力网拓扑结构，获取电力网节点的电气拓扑中心性指标；根据所述电力网节点的电气介数中心性指标与电气拓扑中心性指标，获取电力网各节点的电气中心性指标，电力网各节点的电气中心性指标的计算式为nec(i)＝μc
be
(i) (1-μ)e
i
；其中，μ和1-μ分别表示节点电气介数中心性指标和电气拓扑中心性指标在电气中心性指标中的权重分布系数，c
be
(i)表示电力网节点的电气介数中心性指标，e
i
表示电力网节点的电气拓扑中心性指标；根据节点电气介数中心性指标和电气拓扑中心性指标的数值统计特征获取权重分布
系数；基于电力网节点与控制系统节点的耦合性，获取控制系统各节点的耦合电气中心性，控制网节点的耦合电气中心性计算公式为其中，o(i)表示与控制网节点i直接连接的电力网侧的节点的集合，nec(j)表示与控制网侧节点i直接连接的各电力网侧节点的电气中心性指标数值；根据所述耦合电气中心性建立控制系统链路耦合电气中心性的不平衡性指标来评估智能电网控制系统诱发性风险，其中，控制系统链路耦合电气中心性的不平衡性指标的计算式为|q(i)
max-q(i)
min
|表示控制系统各节点耦合电气中心性的最大值与最小值之差，|q(m)-q(n)|
max
表示控制系统中实际存在的链路两端节点耦合电气中心性差值的最大值。4.根据权利要求1所述的一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，其特征在于，获取智能电网控制系统安全防护能力缺陷评估的具体步骤如下：根据攻击控制系统某一节点设备所导致的所有故障节点设备的总攻击成本与攻击该节点的攻击成本之比，获取控制系统节点攻击效能指标；根据节点攻击效能指标选取最大节点攻击效能值，根据所述最大节点攻击效能值获取控制系统节点的攻击效能威胁性指标；其中，攻击效能威胁性指标的计算式为：其中，|ψ(i)|
max
表示智能电网控制系统中实际存在的节点攻击效能的最大值，c
n
表示控制系统中节点n的攻击成本，n表示智能电网控制系统中节点的总数目。5.根据权利要求1所述的一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，其特征在于，智能电网控制系统综合风险评估模型的建立步骤如下：以一个单位圆作为评估智能电网控制系统风险的整体；获取指定时间断面下该智能电网控制系统四个风险评估指标的数值；计算各指标的权重，根据指标权重值计算各指标的扇形圆心角；按逆时针方向，以各指标的指标数值为半径，以所述扇形圆心角为圆心角，在单位圆内做出可代表各风险指标的扇形；根据扇形面积和扇形弧长定义综合评价函数对智能电网控制系统综合风险进行评估。6.根据权利要求5所述的一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，其特征在于，采用评分法获取四个风险评估指标的权重值，根据各指标的权重，计算得到各指标的扇形圆心角。7.根据权利要求6所述的一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，其特征在于，根据各指标的扇形圆心角获取指标扇形总弧长及各指标扇形总面积，根据各指标
的扇形总弧长与扇形总面积获取综合评价函数，其计算式为其中，s
m
及l
m
分别为单位圆的面积与周长，s与l分别表示所有指标扇形总面积、所有指标扇形总弧长。

技术总结
本发明公开了一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，涉及智能电网的安全评估领域。其技术方案要点是：本发明考虑了网络拓扑结构局部均匀性和全局不平衡性的智能电网控制系统结构性风险评估，基于电力节点电气中心性的相依耦合作用诱发性风险评估以及基于节点设备攻击效能的智能电网控制系统安全防护能力缺陷评估；构建了智能电网控制系统风险评估指标体系；基于雷达图对风险态势数据进行可视化呈现，并建立智能电网控制系统风险综合评估模型。本发明提供了智能电网控制系统风险评估方案，有利于实时掌握智能电网控制系统安全风险情况，保障电网的稳健运行，对智能电网健康发展具有实用价值。电网健康发展具有实用价值。电网健康发展具有实用价值。


技术研发人员：姚实颖 张全明 孙淑娟 王晞 叶强 高栋梁 王司琪 罗劲瑭 阳小龙 张晨琳 吴明埝
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司经济技术研究院
技术研发日：2021.10.11
技术公布日：2022/1/6