电力系统安全性分析.ppt

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1、电力系统网络安全分析谢利民D200977488电力系统网络带给人们生活最糟糕的影响——停电北美2003年大停电，影响了大约5000万人的生活。同样在2003年九月，意大利大面积停电事故，造成5500万人的生活受到影响那么引起停电的原因是什么呢电力设备故障人为操作失误恶意网络攻击自然灾害影响……原因多多电力系统真的那么脆弱吗要想回答这个问题得考虑几个问题首先，得知道什么是电力系统的脆弱性其次，如何分析电力系统的脆弱性最后才能得出答案电力系统脆弱性的定义（vulnerability）Vulnerabilityisthecollectionofpropertiesofaninfra

2、structuresystemthatmayweakenorlimititsabilitytomaintainitsintendedfunction,orprovideitsintendedservices,whenexposedtothreatsandhazardsthatoriginatebothwithinandoutsideoftheboundariesofthesystem.脆弱性的分析方法定性分析很多文献都给出了指导原则或罗列出了详细的电力设备增强可靠性的措施清单定量分析统计分析理论模型专家意见三种方法并不独立，可结合起来使用这里主要针对定量分析方法中的前二者进行

3、粗略的讨论，也就是对统计分析和理论模型进行概要的论述首先，利用统计分析的方法进行探讨既然要定量的分析那么首先做的就是对目标进行量化，这里的目标指的是系统的脆弱性vunerabilityofsystem那么如何进行量化呢Definition2:ThevulnerabilityofaninfrastructuresystemistheprobabilitythatthenegativesocietalconsequencesofadisturbanceQarelargerthansomevalueq,duringagivenperiodoftime[0,t]andforlarge

4、q,i.e.,P[Q(t)>q].对于这个定义所存在的问题Q怎么选定呢，针对电力系统而言，Q反应什么样的性能指标。Q的概率分布又如何呢如果解决了以上两个问题，就能够利用统计分析的方法来定量的分析脆弱性了第一个问题：Q能取什么样的值呢功率损耗恢复时间受影响的人数干扰原因的数目损耗的能量以上各量均与电力系统的脆弱性成正比为什么选以上的性能参数呢?以上性能参数可以使得对脆弱性的评估与电力系统自身的性能指标建立直接的联系。第二个问题：Q所服从的概率分布以功率损耗为例功率损耗服从泊松过程设功率损耗记为N(t),{N(t);t>0},N(t)∈Po(λ).以上分析的意义以上两个问题都解决

5、了之后，就可以得出由于某个干扰所造成的脆弱性。并可以得出哪些干扰造成的脆弱性后果最严重。据此，可以为决策者提供必要的帮助，当遇到不同干扰时，如果做出优先处理的选择。接下来……数学模型的方法数学模型的方法有很多种，如神经网络，粗糙集的方法，为何这里只介绍图论呢？之所以使用的图论的原因图论可以较好的表达电力系统网络的拓扑结构图论的分析方法比较健全图论的得出的结果更直观……使用图论的分析方法要达到的目标研究的是结构对脆弱性的影响——不同的结构（改变网络结构）对脆弱性造成的影响改变网络结构的方式1、随机去除某个顶点，对应着errortolerance2、有目的去除某个顶点，对应着at

6、tacktolerance模型化方法的结论1、当顶点有意去除时比随机去除时系统性能下降要快，也就是说对于恶意进行的攻击而言，网络的脆弱性下降的更多。2、随机去除顶点对网络的影响3、有意去除顶点对网络的影响无论是随机还是有意都会对网络性能造成很坏的影响。4、不同的网络所受的影响也是有区别的。利用图论作为研究的优缺点优点：模型简单，可以简单直观给出网络模型的性能分析，针对某一类网络可以给出不错的结果缺点：模型不够准确，不足以完全描述现实模型，图论对很多电力网络系统的性能分析不够完整，不能和实际决策建立直接的关系综述二种分析方法的的评价前者有助于决策的实施，利用数据更具说服力；后者

7、针对网络结构对脆弱性的影响给予了必要的分析，对电力系统采用什么网络提出了建议。前种方法针对的是干扰造成的影响；而后者则是针对采用什么样的网络结构进行增强。数据来源theNordicpowertransmissiongridandtheWesternStatestransmissiongridintheUnitedStates展望针对电力网络系统的性能指标提出更合理的分析方法，除三者之外的方法。针对数值统计分析方法能够提出更合理的目标函数数学模型方法需要进一步的改进和创新，比如使用有向图结构利用现有的分析