(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211171222.0 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 南京工程学院 地址 211167 江苏省南京市江宁区科技园 弘景大道1号南京工程学院 (72)发明人 陈凡　王瑞驰　赵美莲　刘海涛　 朱方博　王曼　 (74)专利代理 机构 南京源古知识产权代理事务 所(普通合伙) 32300 专利代理师 马晓辉 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01)H02J 3/06(2006.01) (54)发明名称 基于量化混合整数多级优化的电网线路防 御资源分配方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于量化混合整数多级 优化的电网线路防御资源分配方法， 包括： S1： 参 数初始化， 输入系统网络拓扑参数、 发电机和线 路的电气参数、 负荷参数、 攻击资源上限值， 防御 资源上限值； S2： 基于防御 ‑攻击‑调度三层规划 结构构建电网线路防御资源分配模型； S3： 基于 量化全局变量结构和对偶理论构建电网线路防 御资源分配攻击方子问题； S4： 基于量化存在变 量结构和线性化方法构建电网线路防御资源分 配防御方子问题； S5： 应用多级优化方法得出防 御资源分配最优解。 权利要求书5页 说明书15页 附图4页 CN 115545442 A 2022.12.30 CN 115545442 A 1.一种基于量 化混合整数多 级优化的电网线路防御资源分配方法， 其特 征在于， 包括： S1： 参数初始化， 输入系统网络拓扑参数、 发电机和线路的电气参数、 负荷参数、 攻击资 源上限值， 防御资源上限值； S2： 基于防御 ‑攻击‑调度三层规划结构 构建电网线路防御资源分配模型； S3： 基于量 化全局变量结构和对偶理论构建电网线路防御资源分配攻击方子问题； S4： 基于量 化存在变量结构和线性 化方法构建电网线路防御资源分配防御方子问题； S5： 应用多 级优化方法得 出防御资源分配最优解。 2.根据权利要求1所述的一种基于量化混合整数多级优化的电网线路防御资源分配方 法， 其特征在于， 所述电网线路防御资源分配模型具体包括上层模型， 中层模型和下层模 型： 所述上层模型用以模拟电网 防御规划决策中心， 模型中的防御方以系统削负荷量最小 化为目标分配有限的线路防御资源， 相应的目标函数为： 其中， 为连续变量， 表示节点n上的削负荷量， D 为负荷节点集合， Ε为线路防御状态 向量集合， w为线路防御状态向量； 相应的约束条件 包括： 1)受防御线路总数目不得超过最大防御资源上限： 其中， wl为线路l的受防御状态变量， wl＝1表示线路l被防御， wl＝0表示线路l未被防 御， L为系统线路集 合， Rd为防御资源上限数。 3.根据权利要求2所述的一种基于量化混合整数多级优化的电网线路防御资源分配方 法， 其特征在于： 所述中层 模型用以模拟多种形式的威胁对电网线路的恶意破坏， 模型中的 攻击方以系统削负荷量 最大化为目标对线路进行攻击， 相应的目标函数为： 其中， K为线路攻击状态向量 集合， v为线路攻击状态向量； 相应的约束条件 包括： 1)被攻击线路总数目不得超过最大攻击资源上限： 其中， vl为线路l的被攻击状态变量， vl＝1表示对线路l未被攻击， vl＝0表示线路被攻 击， Ra为攻击资源上限数； 2)确保受防御的线路无法再次被攻击或破坏： vl≥wl； l∈L。 4.根据权利要求2所述的一种基于量化混合整数多级优化的电网线路防御资源分配方 法， 其特征在于， 所述下层 模型用以模拟调度中心 根据系统实时状态进 行最优潮流规划， 模 型中的调度方以系统削负荷量 最小化为目标， 相应的目标函数为：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115545442 A 2其中， h为线路运行状态向量， Η 为线路状态向量 集合； 所述约束条件 包括： 1)攻击防御状态变量影响下的线路潮流 等式约束： 其中， PlF为连续变量， 表示线路l的潮流， θn为连续变量， 表示节点n的相角， O(l)和D(l) 分别为线路l的始端和末端节点， BMVA为系统功率基 值， Xl为线路l的电抗； hl为0/1整数变量， 其值与上层模型中由防御方决定的线路l的受防御 状态wl和中层模型中由攻击方决定的线 路l的被攻击状态vl取值相关， 当且仅当wl和vl同时为0， 即攻击方攻击线路l， 防御方没有调 用资源防御线路l时， hl置0， 线路l被视为从电网中切除， 2)系统功率平衡约束： 其中， KG、 KD、 KL分别表示节点 ‑发电机关联矩阵、 节点 ‑负荷关联矩阵、 节点 ‑支路关联 矩阵， 向量PG的元素为连续变量， 表示发电机出力向量， ΔPD为系统节点的负荷削减向量， 为负荷需求向量， 表示节点 n的负荷需求， PF为系统线路潮流向量； 3)发电机出力约束： 其中， 表示发电机g的出力， G为发电机集 合； 4)线路潮流 不等式约束： 其中， 为线路l的潮流上限； 5)负荷削减量约束： 其中， 为节点n的负荷需求； 6)节点相角约束： 其中， 为节点n的相角上限。 5.根据权利要求1所述的一种基于量化混合整数多级优化的电网线路防御资源分配方 法， 其特征在于， 所述电网线路防御资源分配攻击方子 问题具体包括攻击方子 问题目标函 数和对应的约束条件， 基于对偶理论将中层模型和下层模型的最大化 ‑最小化(MAX ‑MIN)问题转化为单层最 大化(MAX)混合整数线性 规划问题， 相应的目标函数为 其中， 表示下层模型发电机出力约 束发电机g出力上限 对应的对偶变量， 表示下权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115545442 A 3