电力系统的易损性检测方法、装置、电子设备及存储介质与流程

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1.本发明涉及智能电网技术领域，特别涉及一种电力系统的易损性检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

2.随着智能电网建设的不断发展，电力系统传感器数量和决策单元数量大量增加，信息网络规模不断扩大，电力系统的自动化程度迅速提高，电力系统已发展成为电力网与信息网深度融合的电力信息物理系统。当信息网络和电力网络关联融合之后，信息网络中原有的各类安全风险也可能被引入到电力网中并严重影响其安全稳定运行，复杂的交互机理会使得电力网由于一次事故而引发严重的连锁故障。信息网络安全风险对电力系统的影响不容小觑。
3.作为国民经济的支柱，电网的安全运行关系到人民众的切身利益和国民经济的健康发展，是国家稳定和谐发展的基础。研究电力系统的脆弱性评估具有重要的理论意义和工程实用价值。
4.目前研究的针对电力信息物理系统的网络攻击主要有：拒绝服务攻击，虚假数据注入攻击等。根据电力信息物理系统中网络攻击的风险研究，建立电力系统模型和几种典型网络攻击的模型，分析网络攻击对电力系统产生的安全影响，得到电力系统的脆弱程度，从安全防御的角度来研究电力系统的脆弱性。
5.现有技术中，针对电力系统的脆弱性分析可以在一定程度上反应电力系统的脆弱性，但是还存在以下缺点：现有分析对信息网和电力网的关联性较差，难以准确反映网络风险对电力系统产生的影响；现有分析存在信息网因素考虑不足、脆弱性评估指标条理不清等问题，难以准确反映信息网风险对电力系统造成的损坏程度。
6.因此，如何能够提供一种电力系统的脆弱性分析方法，将信息网和电力网关联起来，准确反映信息网故障对电力系统造成的损坏程度，是现今急需解决的问题。

技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种电力系统的易损性检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以更好地关联信息网和电力网，准确反映信息网故障对电力系统造成的损坏程度。
8.为解决上述技术问题，本发明提供一种电力系统的易损性检测方法，包括：
9.在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息；其中，所述易损性分析信息包括故障控制信息和故障前后电力网信息；所述故障控制信息包括所述信息网的控制器接收的采集矩阵信息和/或所述电力系统的电力网的执行器接收的控制矩阵信息；所述采集矩阵信息与所述电力网的模型矩阵和所述电力系统的通信信道的模型矩阵相对应；所述控制矩阵信息与所述通信信道的模型矩阵和所述信息网的模型矩阵相对应；
10.根据所述易损性分析信息，获取所述电力系统的易损性评估结果；其中，所述易损
性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合。
11.可选的，所述采集矩阵信息和所述控制矩阵信息均包括功率矩阵和/或线路结构矩阵。
12.可选的，所述采集矩阵信息和所述控制矩阵信息均包括功率矩阵时，所述采集矩阵信息中的功率矩阵所述控制矩阵信息中的功率矩阵其中，i为所述电力网的节点数量，pr＝paοd
up
οk
up
，ps＝pcοd
down
οk
down
；pa为所述电力网的模型矩阵中的功率矩阵，pa中的对角元素为节点的注入功率，pa中的非对角元素为支路潮流；pc为所述信息网的模型矩阵中的功率控制矩阵，pc中的对角元素为节点的功率调整量，pc中的非对角元素为节点间线路的功率调整量；d
up
和d
down
分别为所述通信信道的模型矩阵中的上行数据通信信道矩阵和下行数据通信信道矩阵，d
up
和d
down
中的矩阵元素为0或1，节点间线路与所述信息网存在上行数据通信信道时对应的矩阵元素为1；k
up
和k
down
分别为所述通信信道的上行数据通信信道和下行数据通信信道的故障矩阵，k
up
和k
down
中的矩阵元素为∞或1，上行数据通信信道存在故障时对应的矩阵元素为∞。
13.可选的，所述采集矩阵信息和所述控制矩阵信息均包括线路结构矩阵时，所述采集矩阵信息中的线路结构矩阵所述控制矩阵信息中的线路结构矩
阵其中，i为所述电力网的节点数量，tr＝taοd
up
οk
up
，ts＝tcοd
down
οk
down
；ta为所述电力网的模型矩阵中的线路结构矩阵，ta中的矩阵元素为0或1，节点间线路连通时对应的矩阵元素为1；tc为所述信息网的模型矩阵中的线路结构控制矩阵，tc中的矩阵元素为0或1，改变节点间线路为连通时对应的矩阵元素为1；d
up
和d
down
分别为所述通信信道的模型矩阵中的上行数据通信信道矩阵和下行数据通信信道矩阵，d
up
和d
down
中的矩阵元素为0或1，节点间线路与所述信息网存在上行数据通信信道时对应的矩阵元素为1；k
up
和k
down
分别为所述通信信道的上行数据通信信道和下行数据通信信道的故障矩阵，k
up
和k
down
中的矩阵元素为∞或1，上行数据通信信道存在故障时对应的矩阵元素为∞。
14.可选的，所述根据所述易损性分析信息，获取所述电力系统的易损性评估结果，包括：
15.根据所述故障前后电力网信息，确定故障损坏程度信息；其中，所述故障损坏程度包括电力损坏程度和/或经济损失程度；
16.根据所述故障损坏程度信息和所述故障控制信息，获取所述电力系统的易损性评估结果。
17.可选的，所述根据所述故障前后电力网信息，确定故障损坏程度信息，包括：
18.利用确定所述电力损坏程度；其中，ωd为所述电力损坏程度，v
p
和v
′
p
分别为所述故障前后电力网信息中故障前和故障后的节点数，e
p
和e
′
p
分别为所述故障前后电力网信息中故障前和故障后的支路数；
19.利用确定所述经济损失程度；其中，ωc为所述经济损失程度，po和p
′o分别为所述故障前后电力网信息中所述电力网的发电机总功率和故障调度发电机的功率调整量。
20.可选的，所述根据所述故障损坏程度信息和所述故障控制信息，获取所述电力系统的易损性评估结果，包括：
21.根据所述故障控制信息，确定故障情况；其中，所述故障情况包括信息网故障和通信信道故障；
22.若所述故障情况为所述信息网故障，则在所述电力损坏程度达到第一阈值时，将所述故障控制信息对应的控制断开线路加入到所述电力易损线路集合；在所述经济损失程度达到第二阈值时，将所述控制断开线路加入到所述经济易损线路集合；
23.若所述故障情况为所述通信信道故障，则在所述经济损失程度达到第三阈值时，将所述故障控制信息对应的故障通信信道加入到所述经济易损通信信道集合。
24.本发明还提供了一种电力系统的易损性检测装置，包括：
25.信息获取模块，用于在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息；其中，所述易损性分析信息包括故障控制信息和故障前后电力网信息；所述故障控制信息包括所述信息网的控制器接收的采集矩阵信息和/或所述电力系统的电力网的执行器接收的控制矩阵信息；所述采集矩阵信息与所述电力网的模型矩阵和所述电力系统的通信信道的模型矩阵相对应；所述控制矩阵信息与所述通信信道的模型矩阵和所述信息网的模型矩阵相对应；
26.易损评估模块，用于根据所述易损性分析信息，获取所述电力系统的易损性评估结果；其中，所述易损性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合。
27.本发明还提供了一种电子设备，包括：
28.存储器，用于存储计算机程序；
29.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的电力系统的易损性检测方法的步骤。
30.此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的电力系统的易损性检测方法的步骤。
31.本发明所提供的一种电力系统的易损性检测方法，包括：在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息；其中，易损性分析信息包括故障控制信息和故障前后电力网信息；故障控制信息包括信息网的控制器接收的采集矩阵信息和/或电力系统的电力网的执行器接收的控制矩阵信息；采集矩阵信息与电力网的模型矩阵和电力系统的通信信道的模型矩阵相对应；控制矩阵信息与通信信道的模型矩阵和信息网的模型矩阵相对应；根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果；其中，易损性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合；
32.可见，本发明通过在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息，能够利用从电力网、信息网和通信信道这三部分对电力系统建立的模型，将信息网和电力网关联起来，能够真实的反映信息网对电力系统的影响作用；通过根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果，定义新的易损性评估指标，能够更为准确的反映电力系统在信息网故障下的易损性，提升了电力系统的易损性评估的准确性。此外，本发明还提供了一种电力系统的易损性检测装置、电子设备及计算机可读存储介质，同样具有上述有益效果。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例所提供的一种电力系统的易损性检测方法的流程图；
35.图2为本发明实施例所提供的一种电力系统的易损性检测方法的总体框架示意图；
36.图3为本发明实施例所提供的电力系统的结构示意图；
37.图4为本发明实施例所提供的电力系统的故障流程示意图；
38.图5为本发明实施例所提供的一种电力系统的易损性检测装置的结构框图；
39.图6为本发明实施例所提供的一种电子设备的结构示意图；
40.图7为本发明实施例所提供的一种电子设备的具体结构示意图。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种电力系统的易损性检测方法的流程图。该方法可以包括：
43.步骤101：在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息。
44.其中，易损性分析信息包括故障控制信息和故障前后电力网信息；故障控制信息包括信息网的控制器接收的采集矩阵信息和/或电力系统的电力网的执行器接收的控制矩阵信息；采集矩阵信息与电力网的模型矩阵和电力系统的通信信道的模型矩阵相对应；控制矩阵信息与通信信道的模型矩阵和信息网的模型矩阵相对应。
45.可以理解的是，本实施例中的电力系统可以为包括信息网、电力网和通信信道的电力信息物理系统。如图2所示，本实施例所提供的电力系统的易损性检测方法，能够针对电力系统建立信息物理系统模型(数学模型)，定义电力系统的易损性，分析信息网故障对电力系统的影响，对电力系统的易损性进行评估。
46.具体的，本实施例所提供的方法还可以包括对电力系统进行建模，得到电力网、信息网和通信信道的数学模型，以利用数学模型，得到相应的模型矩阵，方便易损性分析信息中故障控制信息的获取。如图3所示，考虑到电力系统中的通信传输过程，电系系统可以包括电力网、信息网和通信信道三个部分。对于电力网的数学模型，本实施例中可以采用直流潮流方程对电力网进行建模，得到电力网的数学模型；利用公式得出支路潮流矩阵和所有节点的注入功率矩阵，这两个矩阵之和可以为基于直流潮流方程(即数学模型)得到的电力网的功率矩阵pa(即模型矩阵)：
[0047][0048]
上式中，对角元素可以表征节点(即终端节点)的注入功率，非对角元素可以表征支路潮流；也就是说，pa中的对角元素为节点的注入功率，pa中的非对角元素为支路潮流，i为电力网的节点数量。
[0049]
电力网的模型矩阵也可以包括线路结构矩阵ta：
[0050][0051]
上式中，矩阵元素为“1”可以表示线路连通，“0”可以表示线路断开；也就是说，ta中的矩阵元素为0或1，节点间线路连通时对应的矩阵元素为1，节点间线路断开时对应的矩阵元素为0。
[0052]
对于信息网的数学模型，可以包括功率控制矩阵pc和线路结构控制矩阵tc这两个模型矩阵；功率控制矩阵pc可以包括节点或节点间线路的功率调整量；线路结构控制矩阵tc可以包括节点间线路上的断路器的开/合状态，矩阵元素为“1”表示闭合断路器，即线路连通，矩阵元素为“0”表示断开断路器，即线路断开；功率控制矩阵pc和线路结构控制矩阵tc可以分别为：
[0053][0054]
上式中，pc中的对角元素为节点的功率调整量，pc中的非对角元素为节点间线路的功率调整量；tc中的矩阵元素为0或1，改变节点间线路为连通时对应的矩阵元素为1，改变节点间线路为断开时对应的矩阵元素为0。
[0055]
对于通信信道的数学模型，可以包括上行数据通信信道矩阵d
up
和下行数据通信信道矩阵d
down
这两个模型矩阵，d
up
中矩阵元素为“1”表示电力网某处与信息网间存在数据上行通信信道，传输内容可以为线路当前功率潮流信息和断路器开/合状态；d
down
中矩阵元素为“1”表示某支路电力网与信息网间存在数据下行通信信道，传输内容为断路器开/合闸控制指令或者功率调整值；上行数据通信信道矩阵d
up
和下行数据通信信道矩阵d
down
可以为：
[0056][0057]
上式中，d
up
和d
down
中的矩阵元素为0或1，节点间线路与所述信息网存在上行数据通信信道或下行数据通信信道时d
up
或d
down
中对应的矩阵元素为1；节点间线路与所述信息
网不存在上行数据通信信道或下行数据通信信道时d
up
或d
down
中对应的矩阵元素为0。
[0058]
可以理解的是，信息网故障引发电力系统的故障流程可以如图4所示，信息网故障引起电力网中线路过载，断路器动作造成电力网拓扑结构改变，电力网线路功率潮流重新分布，经过信息网的保护控制，最终系统达到新的稳态或全部解列崩溃。本实施例中可以在根据电力系统的损坏程度和经济损失程度这两个角度评估电力系统的易损性；例如，针对电力系统的损坏程度(即电力损坏程度)，本实施例中可以在电力系统发生故障并再次达到稳态时，通过当前系统的规模与原系统规模之比，来评估电力损坏程度ωd，如由终端节点或支路数量进行计算；也就是说，电力损坏程度ωd可以为：
[0059][0060]
上式中，v
p
为原终端节点数，即故障前后电力网信息中故障前的节点数；v
′
p
为电力系统故障后的终端节点数，即故障前后电力网信息中故障后的节点数；e
p
为原支路数，即故障前后电力网信息中故障前的支路数(节点间线路数)；e
′
p
为电力系统故障后的支路数，即故障前后电力网信息中故障后的支路数。
[0061]
针对电力系统的经济损失程度，本实施例中可以假设电力系统内各发电机组的发电成本相同，在电力系统发生故障并再次达到稳态时，利用整个电力系统内所有参与调度的发电机的功率调整量与系统内所有发电机的总功率之比，来评估经济损失程度ωc；也就是说，经济损失程度ωc可以为：
[0062][0063]
上式中，po为电力网中所有发电机的总功率，即故障前后电力网信息中电力网的发电机总功率；p
′o为所有参与调度的发电机的功率调整量，即故障前后电力网信息中电力网的故障调度发电机的功率调整量。
[0064]
举例来说，本实施例中可以定义信息网的控制器接收到的电力网状态信息(即采集矩阵信息)可以包括功率矩阵pr(即接收功率矩阵)和/或线路结构矩阵tr(即接收线路结构矩阵)：
[0065][0066][0067]
上式中，pr＝paοd
up
οk
up
，tr＝taοd
up
οk
up
。
[0068]
定义电力网的执行器接收到的信息网控制信息(即控制矩阵信息)可以包括功率矩阵ps(发送功率控制矩阵)和/或线路结构矩阵ts(即发送线路结构控制矩阵)：
[0069][0070][0071]
上式中，ps＝pcοd
down
οk
down
，ts＝tcοd
down
οk
down
。
[0072]
例如，在信息网的部分上行数据通信信道发生故障无法传输数据时，信息网的控制器接收到的功率矩阵pr和线路结构矩阵tr可以分别为：
[0073][0074][0075]
上式中，k
up
为上行数据通信信道的故障矩阵，可以表征上行数据通信信道的故障位置，即k
up
可以为通信信道的上行数据通信信道，k
up
中的矩阵元素为∞或1，上行数据通信信道存在故障时k
up
中对应的矩阵元素为∞，上行数据通信信道不存在故障时k
up
中对应的矩阵元素为1。
[0076]
从接收到的矩阵(pr或tr)可以看出，当上行数据通信信道发生故障时，信息网获取到的电力网的功率和线路结构信息都收到了影响，有一部分视野丧失，影响信息网的准确判断；也就是说，本实施例中处理器可以利用信息网的控制器接收到的功率矩阵pr和线路结构矩阵tr，确定信息网的上行数据通信信道发生故障。
[0077]
同理，当信息网的部分下行数据通信信道发生故障无法传输数据时，电力网的执行器接收到的功率矩阵ps和线路结构矩阵ts分别为：
[0078]
ps＝pcοd
down
οk
down
和ts＝tcοd
down
οk
down
[0079]
上式中，k
down
为下行数据通信信道的故障矩阵，可以表征下行数据通信信道的故障位置，即k
down
可以为通信信道的下行数据通信信道，k
down
中的矩阵元素为∞或1，下行数据通信信道存在故障时k
down
中对应的矩阵元素为∞，下行数据通信信道不存在故障时k
down
中
对应的矩阵元素为1。
[0080]
当下行数据通信信道发生故障时，电力网的执行器接收到的功率矩阵和线路结构矩阵都会受到影响，造成电力网的执行器无法及时执行信息网的控制命令；相应的，本实施例中处理器可以利用电力网的执行器接收到的功率矩阵ps和线路结构矩阵ts，确定信息网的下行数据通信信道发生故障。
[0081]
例如，当信息网发生故障接收到错误信息时，设信息网的控制器接收到错误功率矩阵或错误线路结构矩阵；此时，信息网的控制器接收到的功率矩阵pr和线路结构矩阵tr分别为：
[0082][0083][0084]
由信息网的控制器接收到的功率矩阵pr可以看出，当信息网发生故障接收到错误信息时，信息网的控制器获取到节点2和节点4之间线路上的功率为201kw，超出了线路所能承载的最大功率，信息网会发出控制指令使节点2和节点4之间线路上的断路器断开，这样将会导致整个系统解列；此时，电力损坏程度ωd和经济损失程度ωc分别为：
[0085][0086][0087]
由信息网的控制器接收到的线路结构矩阵tr可以看出，信息网的控制器会误以为节点3和节点4之间线路是断开的，同样影响信息网的准确判断。
[0088]
例如，当信息网发生故障导致电力网的执行器接收到错误信息时，设信息网的控制器发送错误功率控制矩阵或错误线路结构控制矩阵此时电力网的执行器接收到的功率矩阵ps和线路结构矩阵ts分别为：
[0089][0090][0091]
由电力网的执行器接收到的功率矩阵ps可以看出，执行器接收到错误信息时，电力网的节点2增加功率150kw，会超出发电机节点的功率最大值，造成发电机节点损坏。此时系统的经济损失程度ωc为：
[0092][0093]
由电力网的执行器接收到的线路结构控制矩阵可以看出，执行器接收到错误信息时，电力网执行器会断开节点3和节点4之间的线路，造成节点4解列。此时系统的损坏程度ωd为:
[0094][0095]
需要说明的是，本实施例中处理器可以在电力系统的信息网发生故障后，利用获取的易损性分析信息，对电力系统进行易损性检测，得到电力系统的易损性评估结果，从而实现对电力系统的信息网络的易损性评估。本实施例中处理器可以在检测到电力系统的信息网发生故障并恢复稳态或全部解列崩溃后，获取该次故障对应的易损性分析信息；处理器也可以在检测到电力系统发生故障并恢复稳态或全部解列崩溃后，获取该次故障对应的易损性分析信息。
[0096]
对应的，本实施例所提供的电力系统的易损性检测方法可以应用于服务器，也就是说，服务器的处理器可以在电力系统的信息网发生故障后，利用获取的易损性分析信息，对电力系统进行易损性检测，得到电力系统的易损性评估结果。本实施例所提供的方法也可以应用于信息网的控制器或电力网的执行器，本实施例对此不做任何限制。
[0097]
具体的，对于本实施例中易损性分析信息的具体内容，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如易损性分析信息可以包括故障控制信息和故障前后电力网信息；故障控制信息可以包括信息网的控制器接收的采集矩阵信息(如上述功率矩阵pr和/或线路结构矩阵tr)和/或电力网的执行器接收的控制矩阵信息(如上述功率矩阵ps和/或线路结构矩阵ts)；故障前后电力网信息可以包括电力网故障前后的节点数或支路数，和/或发电机的总功率和故障调度发电机的功率调整量。只要处理器可以利用易损性分析信息，分
析得到所需的易损性评估结果，本实施例对此不做任何限制。
[0098]
步骤102：根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果；其中，易损性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合。
[0099]
可以理解的是，本步骤中处理器可以在电力系统的信息网发生故障后，利用获取的易损性分析信息，对电力系统的易损性进行分析，得到电力系统的易损性评估结果，从而得到电力系统在信息网故障下的易损性。
[0100]
具体的，对于本实施例中易损性评估结果的具体内容，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如易损性评估结果可以包括基于经济损失程度的易损线路集合l
vc
(即经济易损线路集合)这一易损性评估指标；例如，可以预先设置一定的经济损失程度阈值ε(即第二阈值)；若确定电力系统的信息网发生故障，造成某条线路i-j断开引发的连锁故障，造成电力系统的经济损失程度ωc高于第二阈值，则线路i-j确定属于基于经济损失程度的易损线路集合l
vc
，即l
vc
＝{i-j|ωc＞ε,}，e
p
为电力网中节点间线路的集合，ε＞0。易损性评估结果也可以包括基于电力损坏程度的易损线路集合l
vd
(即电力易损线路集合)这一易损性评估指标；例如，可以预先设置一定的电力损坏程度阈值δ(即第一阈值)，若确定电力系统的信息网发生故障，造成某条线路i-j断开引发的连锁故障，造成电力系统的电力损坏程度ωd高于第一阈值，则线路i-j确定属于基于电力损坏程度的易损线路集合l
vd
，即δ＞0。易损性评估结果还可以包括基于经济损失程度的易损通信信道集合(即经济易损通信信道集合)这一易损性评估指标；例如，可以预先设置一定的经济损失程度阈值(即第三阈值，如ε)，若电力系统的某通信信道发生故障，造成电力系统的经济损失程度ωc高于第三阈值，则该通信信道确定属于经济易损通信信道集合。易损性评估结果还可以包括基于电力损失程度的易损通信信道集合(即电力易损通信信道集合)，本实施例对此不做任何限制。
[0101]
对应的，本步骤中处理器可以根据故障前后电力网信息，确定故障损坏程度信息；根据故障损坏程度信息和故障控制信息，获取电力系统的易损性评估结果；其中，故障损坏程度包括电力损坏程度和/或经济损失程度。例如，处理器可以利用利用确定电力损坏程度；其中，ωd为电力损坏程度，v
p
和v
′
p
分别为故障前后电力网信息中故障前和故障后的节点数，e
p
和e
′
p
分别为故障前后电力网信息中故障前和故障后的支路数；利用确定经济损失程度；其中，ωc为经济损失程度，po和p
′o分别为故障前后电力网信息中电力网的发电机总功率和故障调度发电机的功率调整量。
[0102]
相应的，对于上述处理器根据故障损坏程度信息和故障控制信息，获取电力系统的易损性评估结果的具体方式，可以由设计人员自行设置，如易损性评估结果包括电力易损线路集合、经济易损线路集合和经济易损通信信道集合时，本步骤中处理器可以根据故障控制信息，确定故障情况；其中，故障情况包括信息网故障和通信信道故障；若故障情况为信息网故障，则在电力损坏程度达到第一阈值时，将故障控制信息对应的控制断开线路加入到电力易损线路集合；在经济损失程度达到第二阈值时，将控制断开线路加入到经济易损线路集合；若故障情况为通信信道故障，则在经济损失程度达到第三阈值时，将故障控
制信息对应的故障通信信道加入到经济易损通信信道集合。也就是说，处理器可以通过电力易损线路集合、经济易损线路集合和经济易损通信信道集合这三个易损性评估指标的设置，更为准确的反映电力系统在信息网故障下的易损性。
[0103]
本实施例中，本发明实施例通过在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息，能够利用从电力网、信息网和通信信道这三部分对电力系统建立的模型，将信息网和电力网关联起来，能够真实的反映信息网对电力系统的影响作用；通过根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果，定义新的易损性评估指标，能够更为准确的反映电力系统在信息网故障下的易损性，提升了电力系统的易损性评估的准确性。
[0104]
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种电力系统的易损性检测装置，下文描述的一种电力系统的易损性检测装置与上文描述的一种电力系统的易损性检测方法可相互对应参照。
[0105]
请参考图5，图5为本发明实施例所提供的一种电力系统的易损性检测装置的结构框图。该装置可以包括：
[0106]
信息获取模块10，用于在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息；其中，易损性分析信息包括故障控制信息和故障前后电力网信息；故障控制信息包括信息网的控制器接收的采集矩阵信息和/或电力系统的电力网的执行器接收的控制矩阵信息；采集矩阵信息与电力网的模型矩阵和电力系统的通信信道的模型矩阵相对应；控制矩阵信息与通信信道的模型矩阵和信息网的模型矩阵相对应；
[0107]
易损评估模块20，用于根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果；其中，易损性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合。
[0108]
可选的，采集矩阵信息和控制矩阵信息均包括功率矩阵和/或线路结构矩阵。
[0109]
可选的，采集矩阵信息和控制矩阵信息均包括功率矩阵时，采集矩阵信息中的功率矩阵控制矩阵信息中的功率矩阵其中，i为电力网的节点数量，pr＝paοd
up
οk
up
，ps＝pcοd
down
οk
down
；pa为电力网的模型矩阵中的功率矩阵，pa中的对角元素为节点的注入功率，pa中的非对角元素为支路潮流；pc为信息网的模型矩阵中的功率控制矩阵，pc中的对角元素为节点的功率调整量，pc中的非对角元素为节点间线路的功率调整量；d
up
和d
down
分别为通信信道的模型矩阵中的上行数据通信信道矩阵和下行数据通信信道矩阵，dup
和d
down
中的矩阵元素为0或1，节点间线路与信息网存在上行数据通信信道时对应的矩阵元素为1；k
up
和k
down
分别为通信信道的上行数据通信信道和下行数据通信信道的故障矩阵，k
up
和k
down
中的矩阵元素为∞或1，上行数据通信信道存在故障时对应的矩阵元素为∞。
[0110]
可选的，采集矩阵信息和控制矩阵信息均包括线路结构矩阵时，采集矩阵信息中的线路结构矩阵控制矩阵信息中的线路结构矩阵其中，i为电力网的节点数量，tr＝taοd
up
οk
up
，ts＝tcοd
down
οk
down
；ta为电力网的模型矩阵中的线路结构矩阵，ta中的矩阵元素为0或1，节点间线路连通时对应的矩阵元素为1；tc为信息网的模型矩阵中的线路结构控制矩阵，tc中的矩阵元素为0或1，改变节点间线路为连通时对应的矩阵元素为1；d
up
和d
down
分别为通信信道的模型矩阵中的上行数据通信信道矩阵和下行数据通信信道矩阵，d
up
和d
down
中的矩阵元素为0或1，节点间线路与信息网存在上行数据通信信道时对应的矩阵元素为1；k
up
和k
down
分别为通信信道的上行数据通信信道和下行数据通信信道的故障矩阵，k
up
和k
down
中的矩阵元素为∞或1，上行数据通信信道存在故障时对应的矩阵元素为∞。
[0111]
可选的，易损评估模块20可以包括：
[0112]
损坏确定子模块，用于根据故障前后电力网信息，确定故障损坏程度信息；其中，故障损坏程度包括电力损坏程度和/或经济损失程度；
[0113]
评估子模块，用于根据故障损坏程度信息和故障控制信息，获取电力系统的易损
性评估结果。
[0114]
可选的，损坏确定子模块可以包括：
[0115]
电力损坏确定单元，用于利用确定电力损坏程度；其中，ωd为电力损坏程度，v
p
和v
′
p
分别为故障前后电力网信息中故障前和故障后的节点数，e
p
和e
′
p
分别为故障前后电力网信息中故障前和故障后的支路数；
[0116]
经济损失确定单元，用于利用确定经济损失程度；其中，ωc为经济损失程度，po和p
′o分别为故障前后电力网信息中电力网的发电机总功率和故障调度发电机的功率调整量。
[0117]
可选的，评估子模块可以包括：
[0118]
故障确定单元，用于根据故障控制信息，确定故障情况；其中，故障情况包括信息网故障和通信信道故障；
[0119]
第一评估单元，用于若故障情况为信息网故障，则在电力损坏程度达到第一阈值时，将故障控制信息对应的控制断开线路加入到电力易损线路集合；在经济损失程度达到第二阈值时，将控制断开线路加入到经济易损线路集合；
[0120]
第二评估单元，用于若故障情况为通信信道故障，则在经济损失程度达到第三阈值时，将故障控制信息对应的故障通信信道加入到经济易损通信信道集合。
[0121]
本实施例中，本发明实施例通过信息获取模块10在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息，能够利用从电力网、信息网和通信信道这三部分对电力系统建立的模型，将信息网和电力网关联起来，能够真实的反映信息网对电力系统的影响作用；通过易损评估模块20根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果，定义新的易损性评估指标，能够更为准确的反映电力系统在信息网故障下的易损性，提升了电力系统的易损性评估的准确性。
[0122]
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种电子设备，下文描述的一种电子设备与上文描述的一种电力系统的易损性检测方法可相互对应参照。
[0123]
请参考图6，图6为本发明实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
[0124]
存储器d1，用于存储计算机程序；
[0125]
处理器d2，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例所提供的电力系统的易损性检测方法的步骤。。
[0126]
具体的，请参考图7，图7为本发明实施例所提供的一种电子设备的具体结构示意图，该电子设备310可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，cpu)322(例如，一个或一个以上处理器)和存储器332，一个或一个以上存储应用程序342或数据344的存储介质330(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器332和存储介质330可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质330的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对数据处理设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器322可以设置为与存储介质330通信，在电子设备310上执行存储介质330中的一系列指令操作。
[0127]
电子设备310还可以包括一个或一个以上电源326，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口358，和/或，一个或一个以上操作系统341。例如，windows servertm，mac os xtm，unixtm，linuxtm，freebsdtm等。
[0128]
其中，电子设备310可以具体为服务器、电力系统中信息网的控制器或电力网的执行器。
[0129]
上文所描述的电力系统的易损性检测方法中的步骤可以由电子设备的结构实现。
[0130]
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，下文描述的一种计算机可读存储介质与上文描述的一种电力系统的易损性检测方法可相互对应参照。
[0131]
一种计算机可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例所提供的电力系统的易损性检测方法的步骤。
[0132]
该计算机可读存储介质具体可以为u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
[0133]
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、电子设备及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0134]
以上对本发明所提供的一种电力系统的易损性检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种电力系统的易损性检测方法，其特征在于，包括：在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息；其中，所述易损性分析信息包括故障控制信息和故障前后电力网信息；所述故障控制信息包括所述信息网的控制器接收的采集矩阵信息和/或所述电力系统的电力网的执行器接收的控制矩阵信息；所述采集矩阵信息与所述电力网的模型矩阵和所述电力系统的通信信道的模型矩阵相对应；所述控制矩阵信息与所述通信信道的模型矩阵和所述信息网的模型矩阵相对应；根据所述易损性分析信息，获取所述电力系统的易损性评估结果；其中，所述易损性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合。2.根据权利要求1所述的电力系统的易损性检测方法，其特征在于，所述采集矩阵信息和所述控制矩阵信息均包括功率矩阵和/或线路结构矩阵。3.根据权利要求2所述的电力系统的易损性检测方法，其特征在于，所述采集矩阵信息和所述控制矩阵信息均包括功率矩阵时，所述采集矩阵信息中的功率矩阵所述控制矩阵信息中的功率矩阵其中，i为所述电力网的节点数量，为所述电力网的节点数量，p
a
为所述电力网的模型矩阵中的功率矩阵，p
a
中的对角元素为节点的注入功率，p
a
中的非对角元素为支路潮流；p
c
为所述信息网的模型矩阵中的功率控制矩阵，p
c
中的对角元素为节点的功率调整量，p
c
中的非对角元素为节点间线路的功率调整量；d
up
和d
down
分别为所述通信信道的模型矩阵中的上行数据通信信道矩阵和下行数据通信信道矩阵，d
up
和d
down
中的矩阵元素为0或1，节点间线路与所述信息网存在上行数据通信信道时对应的矩阵元素为1；k
up
和k
down
分别为所述通信信道的上行数据通信信道和下行数据通信信道的故障矩阵，k
up
和k
down
中的矩阵元素为∞或1，上行数据通信信道存在故障时对应的矩阵元素为∞。4.根据权利要求2所述的电力系统的易损性检测方法，其特征在于，所述采集矩阵信息和所述控制矩阵信息均包括线路结构矩阵时，所述采集矩阵信息中的线路结构矩阵
所述控制矩阵信息中的线路结构矩阵其中，i为所述电力网的节点数量，i为所述电力网的节点数量，t
a
为所述电力网的模型矩阵中的线路结构矩阵，t
a
中的矩阵元素为0或1，节点间线路连通时对应的矩阵元素为1；t
c
为所述信息网的模型矩阵中的线路结构控制矩阵，t
c
中的矩阵元素为0或1，改变节点间线路为连通时对应的矩阵元素为1；d
up
和d
down
分别为所述通信信道的模型矩阵中的上行数据通信信道矩阵和下行数据通信信道矩阵，d
up
和d
down
中的矩阵元素为0或1，节点间线路与所述信息网存在上行数据通信信道时对应的矩阵元素为1；k
up
和k
down
分别为所述通信信道的上行数据通信信道和下行数据通信信道的故障矩阵，k
up
和k
down
中的矩阵元素为∞或1，上行数据通信信道存在故障时对应的矩阵元素为∞。5.根据权利要求1至4任一项所述的电力系统的易损性检测方法，其特征在于，所述根据所述易损性分析信息，获取所述电力系统的易损性评估结果，包括：根据所述故障前后电力网信息，确定故障损坏程度信息；其中，所述故障损坏程度包括电力损坏程度和/或经济损失程度；根据所述故障损坏程度信息和所述故障控制信息，获取所述电力系统的易损性评估结果。6.根据权利要求5所述的电力系统的易损性检测方法，其特征在于，所述根据所述故障前后电力网信息，确定故障损坏程度信息，包括：利用或确定所述电力损坏程度；其中，ω
d
为所述电力损坏程度，v
p
和v
′
p
分别为所述故障前后电力网信息中故障前和故障后的节点数，e
p
和e
′
p
分别为所述故障前后电力网信息中故障前和故障后的支路数；利用确定所述经济损失程度；其中，ω
c
为所述经济损失程度，p
o
和p
′
o
分别为所述故障前后电力网信息中所述电力网的发电机总功率和故障调度发电机的功率
调整量。7.根据权利要求5所述的电力系统的易损性检测方法，其特征在于，所述根据所述故障损坏程度信息和所述故障控制信息，获取所述电力系统的易损性评估结果，包括：根据所述故障控制信息，确定故障情况；其中，所述故障情况包括信息网故障和通信信道故障；若所述故障情况为所述信息网故障，则在所述电力损坏程度达到第一阈值时，将所述故障控制信息对应的控制断开线路加入到所述电力易损线路集合；在所述经济损失程度达到第二阈值时，将所述控制断开线路加入到所述经济易损线路集合；若所述故障情况为所述通信信道故障，则在所述经济损失程度达到第三阈值时，将所述故障控制信息对应的故障通信信道加入到所述经济易损通信信道集合。8.一种电力系统的易损性检测装置，其特征在于，包括：信息获取模块，用于在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息；其中，所述易损性分析信息包括故障控制信息和故障前后电力网信息；所述故障控制信息包括所述信息网的控制器接收的采集矩阵信息和/或所述电力系统的电力网的执行器接收的控制矩阵信息；所述采集矩阵信息与所述电力网的模型矩阵和所述电力系统的通信信道的模型矩阵相对应；所述控制矩阵信息与所述通信信道的模型矩阵和所述信息网的模型矩阵相对应；易损评估模块，用于根据所述易损性分析信息，获取所述电力系统的易损性评估结果；其中，所述易损性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的电力系统的易损性检测方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电力系统的易损性检测方法的步骤。

技术总结

本发明公开了一种电力系统的易损性检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，涉及智能电网技术领域，该方法包括：在电力系统的信息网发生故障后，获取易损性分析信息；根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果；其中，易损性评估结果包括经济易损线路集合、电力易损线路集合和/或经济易损通信信道集合；本发明利用从电力网、信息网和通信信道这三部分对电力系统建立的模型，将信息网和电力网关联起来，能够真实的反映信息网对电力系统的影响作用；通过根据易损性分析信息，获取电力系统的易损性评估结果，定义新的易损性评估指标，能够更为准确的反映电力系统在信息网故障下的易损性，提升电力系统的易损性评估的准确性。的准确性。的准确性。