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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明公开了一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法，属于电网信息物理系统攻击防御技术领域，所述防御方法通过在充分考虑物理特性和拓扑特性的基础上评估系统节点的脆弱性，系统对脆弱性排名靠前的节点部署一定数量的虚拟节点，在信息网外围部署虚拟节点防御环进行预警；系统通过切换拓扑使系统实现从主从控制到协同控制模式的转变；系统通过分布式控制节点实现从单一的集中式控制到集中分布式的转变；通过虚拟节点和控制方式转变实现信息物理系统的主被动防御。本发明将主动防御和被动防御相结合，使得电力CPS的防御保护形成信息物理融合的完整体系。

主权项：1.一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，对电网和信息网分别建模，形成部分一对一的电网信息物理系统，建立系统关联导纳矩阵；步骤2，确定对步骤1所述的电网和信息网中的脆弱性指标并对每项指标分别设置权重；电网侧的脆弱性指标采用系统损失的负荷量；系统损失的负荷量为每个节点在遭受攻击后采用最优潮流计算得到： s.tF＝AF-PP |Fl|≤Flmax-PGi≤ΔPGi≤PGlmax-PGl0≤ΔPFl≤PFl式中：n为电力节点个数；PGi和ΔPFi分别为电力节点i所控制的发电机出力及负荷量；ΔPGi为电力节点i发电机出力调整量；ΔPFi为电力节点i的负荷损失量，F为支路潮流向量；AF-P为关联导纳矩阵；P为节点注入功率向量；|Fl|为支路l潮流；Flmax为支路l的潮流限值；信息网侧的脆弱性指标采用损失节点比例，根据渗流理论相关内容，信息网会发生连锁故障连通脆弱性用G评估电力通信网在遭受攻击或故障下损失的最大连通能力，以1减去最大连通子集中节点所占比例计算得到：G＝1-N'N式中，N为信息网在未遭到攻击时信息节点总数；N'是信息网在遭到攻击后存活的节点数；步骤3，对步骤2中所述的每项指标分别评分；步骤4，综合电网和信息网的脆弱性指标采用加权法求得所建立电网信息物理系统每个节点的系统脆弱性指标；步骤5，将信息网每个节点的脆弱性指标排序，得到排名靠前的节点；步骤6，根据步骤5排序顺序，在排名靠前的节点周围部署预设数量的虚拟节点，并在信息网的外围部署虚拟节点防御环；步骤7，当虚拟节点防御环遭到攻击时，系统进入切换拓扑状态。

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