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.t F=A
|F
-P
0≤ΔP
式中:n为电力节点个数;P
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。
2.根据权利要求1所述的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:步骤6中,所述虚拟节点防御环是基于信息网边界而设立的一个环形防御体系,在环上分布有预设数量的虚拟节点,当电网信息物理系统遭受攻击时,防御环上的虚拟节点首先受到攻击,当防御环上的节点受到攻击时向系统预警,做好切换拓扑的准备。
3.根据权利要求1所述的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:步骤7中,具体过程如下:S701系统预警后系统备用的中央控制节点开始工作,系统由以前的主从控制切换到协同控制,实现拓扑的切换;
S702切换后系统若能维持系统的正常运行则向管理人员发出信号采取相应的措施;
S703切换后若不能满足系统控制要求,让分布式控制节点开始工作实现系统的集中分布式控制。
4.根据权利要求3所述的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:所述中央控制节点包括主控制节点和备用控制节点;当未遭到攻击主控制工作,备用控制节点待工作;当遭到攻击后,两个中央控制节点都处在工作状态,系统中节点只要满足预设的条件就能正常工作。
5.根据权利要求4所述的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:所述满足预设的条件具体是指:(1)信息网中的节点相互依存的电网节点存活;
(2)信息网中的节点只要存在于主控制节点或备用控制节点的最大连通域中。
6.根据权利要求3所述的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:所述分布式控制节点只能够控制距分布式控制节点跳数小于一个定值的节点,分布式控制节点能够减小系统遭受的损失。
7.根据权利要求3所述的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:所述控制包括三种方式:(1)主从控制:只有一个主控制中央控制节点工作;
(2)协同控制:主控制和备用中央控制节点都处于工作状态;
(3)集中分布式控制:在协同控制的基础上分布式控制节点也处于工作状态。