廣域測(cè)量系統(tǒng)中計(jì)及安全性因素的PMU配置.pdf

1、隨著信息通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的研究把兩者作為一個(gè)緊密聯(lián)系的整體來(lái)研究，即電力信息物理系統(tǒng)(Electrical Cyber PhysicalSystem，ECPS)。盡管信息通訊技術(shù)為電力系統(tǒng)的智能化做出了巨大貢獻(xiàn)，但作為一個(gè)日益龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，電力信息物理系統(tǒng)所面臨的安全隱患也變得不容忽視。作為信息通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的應(yīng)用，廣域測(cè)量系統(tǒng)(WideAreaMeasurement System，WAMS)

2、在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、控制決策等多個(gè)方面都存在被攻擊者惡意攻擊的隱患。功角向量測(cè)量單元(Phasor Measurement Unit，PMU)是廣域測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)量測(cè)元件，如何確定系統(tǒng)中PMU的安裝數(shù)目以及安裝位置即為PMU的配置問(wèn)題。傳統(tǒng)的PMU優(yōu)化配置研究往往以系統(tǒng)的可觀性或經(jīng)濟(jì)性為優(yōu)化目標(biāo)，并且把重點(diǎn)放在優(yōu)化配置算法的效率以及收斂性能等方面。然而，隨著電力信息物理網(wǎng)絡(luò)安全性得到越來(lái)越多的關(guān)注，關(guān)于PMU配置的研究也不應(yīng)僅僅局限于

3、可觀性、經(jīng)濟(jì)性，安全性相關(guān)因素應(yīng)當(dāng)被充分考慮。
　　本文針對(duì)上述情況，提出了一種在廣域測(cè)量系統(tǒng)中，計(jì)及安全性因素的PMU合理配置方法。首先，從電力物理信息網(wǎng)絡(luò)安全性研究的角度出發(fā)，從電力信息物理系統(tǒng)建模、電力信息物理系統(tǒng)聯(lián)合仿真、電力信息物理系統(tǒng)安全性隱患等多個(gè)維度分析，對(duì)目前各類相關(guān)研究進(jìn)行分類整理總結(jié)。其次，研究了電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的方法。在比較了包含最小二乘法、快速分解法在內(nèi)的主要狀態(tài)估算法后，選擇了基于PMU所采用的線性最小

4、二乘法來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)。實(shí)驗(yàn)采用MATLAB編程模擬了WAMS中基于PMU的采用線性最小二乘法的狀態(tài)估計(jì)，并比較了在無(wú)攻擊與不同攻擊等多種條件下的狀態(tài)估計(jì)結(jié)果。最后，以狀態(tài)估計(jì)在攻擊條件下的偏移程度為指標(biāo)，詳細(xì)闡述了一種考慮安全性的PMU配置方法。并分別以IEEE14節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、IEEE30節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、IEEE57節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型為例，給出了滿足要求的PMU配置結(jié)果;同時(shí)，通過(guò)給出狀態(tài)估計(jì)偏移指標(biāo)與安全性指標(biāo)隨配置PMU個(gè)數(shù)增加的變化曲