1.一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,基于智能電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其信息物理特性,構(gòu)建智能電網(wǎng)的信息物理系統(tǒng)安全架構(gòu),包括智能電網(wǎng)的安全隱患評估和安全漏洞檢測,其特征在于,包括以下步驟:
1)安全隱患評估,結(jié)合智能電網(wǎng)的信息物理特性和圖論中節(jié)點(diǎn)中間性理論,設(shè)計電氣化節(jié)點(diǎn)中間性算法篩選智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵組件;
2)通過底層傳感器收集關(guān)鍵組件的實地工作參數(shù)存入數(shù)據(jù)包,將正常工作的參數(shù)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),訓(xùn)練出包含智能電網(wǎng)關(guān)鍵組件正常工作行為的支持向量機(jī)模型;
3)修改關(guān)鍵組件中數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),在數(shù)據(jù)包中加入用來標(biāo)識智能電網(wǎng)處于正常工作或報警狀態(tài)的特殊位,并預(yù)留用于記錄該關(guān)鍵組件工作參數(shù)信息的空間;
4)關(guān)鍵組件安全漏洞檢測,將數(shù)據(jù)包中的實時工作參數(shù)輸入至支持向量機(jī)模型,該模型的輸出結(jié)果為1或者-1,其中1表示工作行為安全,-1表示工作行為不安全,最終的安全判斷信息將嵌入在數(shù)據(jù)包中,通過安全模塊進(jìn)行安全通過或者警報操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,關(guān)鍵組件的篩選方法為:所述智能電網(wǎng)由若干個局部控制回路組成,各局部控制回路之間由網(wǎng)絡(luò)互相連接;
將智能電網(wǎng)的各局部控制回路抽像為圖中的點(diǎn),回路之間的傳輸線抽像為圖中的邊,將抽像圖各點(diǎn)之間的連接關(guān)系生成抽像矩陣,結(jié)合矩陣運(yùn)用電氣化節(jié)點(diǎn)中間性算法,篩選出與其它點(diǎn)連接較多的點(diǎn)作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,電氣化節(jié)點(diǎn)中間性算法為:
式中,T(v)代表傳輸線v在整個電網(wǎng)中傳輸?shù)哪芰靠偤停?img id="icf0002" file="FDA0001031141490000012.GIF" wi="59" he="70" img-content="drawing" img-format="GIF" orientation="portrait" inline="no" />代表輸電能力指標(biāo);表示傳輸線l的能量變化;代表電網(wǎng)系統(tǒng)中從發(fā)電總線g到負(fù)載總線d經(jīng)過傳輸線v各路徑的能量分布因子的總和;代表著實際總線v實際傳輸?shù)哪芰?;G和D代表著發(fā)電總線和負(fù)載總線的集合;Lv代表通過傳輸線v的路線;
傳輸線l的能量變化算法為:
式中,hlg表示能量注入的傳輸線,hld表示能量抽取的負(fù)載傳輸線;
輸電能力指標(biāo)的算法為:
式中,表示傳輸線l的能量閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,所述信息物理特性包括傳輸線的能量閾值、路線及能量變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,所述作為關(guān)鍵組件的控制回路包括:
控制單元,負(fù)責(zé)控制指令的下達(dá);
執(zhí)行中心,負(fù)責(zé)接收控制指令并操縱各類機(jī)器/器件運(yùn)行;
機(jī)器/器件,工作設(shè)備;
傳感器,用于記錄智能電網(wǎng)的實時工作參數(shù);
安全模塊,負(fù)責(zé)檢測該控制回路的安全漏洞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,所述安全模塊由支持向量機(jī)模塊,安全驗證模塊以及警報模塊組成;其中,支持向量機(jī)模塊在初始化階段對收集的大量工作參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練,從而生成關(guān)鍵組件的正常工作模型;在實際工作階段安全驗證模塊將實時的工作參數(shù)與正常工作模型進(jìn)行對比,驗證結(jié)果存放在數(shù)據(jù)包的安全特殊位,從而實現(xiàn)安全漏洞的實時檢測及報警。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,所述工作參數(shù)包括操作類型,操作的時間長度,操作的時間間隔,操作位置,控制指令發(fā)送位置和控制指令發(fā)送時間,控制指令發(fā)送時間包括工作日屬性和時間戳。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,所示數(shù)據(jù)包由若干數(shù)據(jù)片組成,包含頭數(shù)據(jù)片、體數(shù)據(jù)片和尾數(shù)據(jù)片,其中,體數(shù)據(jù)包存儲控制指令;對數(shù)據(jù)包進(jìn)行修改具體包括:發(fā)送數(shù)據(jù)包的控制單元在數(shù)據(jù)包中加一個特殊位,設(shè)置“1”代表正常工作方式,“0”代表該電網(wǎng)控制回路存在漏洞產(chǎn)生報警信號;并在數(shù)據(jù)包中預(yù)留一部分空間用于記錄該控制回路工作的參數(shù)信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電網(wǎng)安全保護(hù)方法,其特征在于,所述訓(xùn)練支持向量機(jī)模型的具體操作方式為:首先建立局部控制回路的信息獲取矢量<a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6>,其中,a0是操作類型、a1是操作的時間長度、a2是操作的時間間隔、a3是操作位置、a4是控制指令發(fā)送方位置、a5是工作日屬性、a6為時間戳;通過搜集大量的上述正常工作信息矢量,將其作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),從而獲得可以判斷局部控制回路正常行為的支持向量機(jī)模型;對于一個新的工作信息矢量,通過訓(xùn)練完成后的支持向量機(jī)模型,得出該工作參數(shù)屬于安全還是不安全類別。