[发明专利]一种配电网电压受网络攻击的影响定量评估方法

说明书

本发明涉及一种配电网电压受网络攻击的影响定量评估方法，包括步骤：读取配电网、交通网和电动汽车参数，搭建配电网模型和交通网络拓扑结构；结合电动汽车出行特点，计算攻击前的聚合充电负荷时空分布，并加到对应的配电网节点，进行潮流计算得到节点电压和线路负载；确定攻击规模、攻击方式；选择攻击后的充电策略；计算攻击后的聚合充电负荷时空分布，通过潮流计算得到新的节点电压；计算节点电压合格率、线路过载率和失负荷量，评估攻击对配电网的影响。本发明综合考虑了各类型电动汽车的出行特点，可以获得配电网电压受网络攻击的影响定量数据，可为后续的防御措施提供指导参考。

技术领域

本发明涉及电力配电网领域，具体涉及一种配电网电压受网络攻击的影响定量评估方法。

背景技术

新能源交通工具的电动汽车在缓解能源危机和降低二氧化碳排放方面具有极大的潜能。据保守估计，到2025年我国新能源汽车的保有量将达到7000万辆。由于受自身续航里程及充电设施分布的制约，电动汽车的大规模应用目前主要集中在城市区域。电动汽车的充电方式主要有集中式充电站的快速充电和分散式充电站的慢速充电。作为一种移动的、由用户主导的电力负荷，电动汽车的充电负荷分布，大规模电动汽车接入会对配电网产生重大影响。

在现有技术中，对于大规模电动汽车接入配电网的影响尚不能进行定量分析。且很多分析研究都是在单一电网背景下进行的，没有考虑网络攻击的威胁。

目前，充电桩运营平台能够实现在后台控制充电桩状态。在电力信息物理系统的背景下，攻击者可以通过网络攻击进入运营平台的后台切断充电桩电源，使充电负荷聚集，进而造成配电网部分线路过载断线。尤其在节假日或重大活动期间，大量新能源汽车涌入城市，攻击充电桩造成的后果更加严重，有可能演变为影响正常社会秩序的重大事件。

因此，在配电网侧需要一种评估攻击电动汽车充电桩对配电网影响的方法，来体现配电网中需要提高容量、加强保护的薄弱节点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种配电网电压受网络攻击的影响定量评估方法。可以通过模拟的方式，确定对应的网络攻击后的节点电压、线路负载等数据，得到攻击对配电网的定量影响信息。

为解决上述的技术问题，本发明采用的技术方案为，提供一种配电网电压受网络攻击影响的定量评估方法，用于评估基于路网信息的配电网电压受电动汽车充电桩网络攻击的影响，所述方法包括如下步骤：

步骤S10、读取配电网参数、交通网参数和电动汽车参数，搭建配电网模型和交通网络拓扑结构；

步骤S11、结合电动汽车出行特点，计算攻击前的聚合充电负荷时空分布，并加到所述配电网模型和交通网络拓扑结构中对应的配电网节点上，通过潮流计算得到节点电压，并根据潮流计算结果设置合理的线路传输功率极限；

步骤S12、确定电动汽车充电桩网络攻击的攻击规模以及攻击方式；

步骤S13、选择攻击后的充电策略；

步骤S14、计算攻击后的聚合充电负荷时空分布，通过潮流计算得到节点电压；

步骤S15、计算节点电压合格率、线路过载率和失负荷量，评估此次攻击对配电网的影响。

优选地，在所述步骤S10中，交通网络拓扑结构采用式(2)中矩阵D表示，其赋值原则如式(1)所示：

其中，交通网参数包括节点数、道路起始节点及其长度；l_ij为节点i和节点j之间道路的长度。

优选地，所述步骤S10中电动汽车参数包括电动汽车类型、电动汽车数量和电动汽车充电功率，以及各类型电动汽车出行时间和地点的概率分布；