Identification of Vulnerable Transmission Line Considering Cyber-Physical Coupling of Control System and Generator

Meng TIAN; Zhengcheng DONG; Li GONG; Hongtai YAO; Dichen HU; Xianpei WANG

doi:10.7500/AEPS20200425006

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Identification of Vulnerable Transmission Line Considering Cyber-Physical Coupling of Control System and Generator

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Identification of Vulnerable Transmission Line Considering Cyber-Physical Coupling of Control System and Generator
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 11, Pages: 11-18(2021)
- 作者机构：
  
  1.武汉大学电子信息学院，湖北省武汉市 430072
  2.武汉大学电气与自动化学院，湖北省武汉市 430072
  3.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，湖北省武汉市 430074
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China;Key R&D Program of Hubei Province, China;Fundamental Research Funds for the Central Universities, China
- DOI：10.7500/AEPS20200425006
  CLC：
- Received：25 April 2020，
  
  Revised：2020-09-02，
  
  Published Online：16 December 2020，
  
  Published：10 June 2021
- 稿件说明：
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田猛,董政呈,龚立等.考虑控制系统-发电机信息物理耦合的脆弱输电线路辨识[J].电力系统自动化,2021,45(11):11-18.

TIAN Meng,DONG Zhengcheng,GONG Li,et al.Identification of Vulnerable Transmission Line Considering Cyber-Physical Coupling of Control System and Generator[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(11):11-18.
田猛,董政呈,龚立等.考虑控制系统-发电机信息物理耦合的脆弱输电线路辨识[J].电力系统自动化,2021,45(11):11-18. DOI： 10.7500/AEPS20200425006.

TIAN Meng,DONG Zhengcheng,GONG Li,et al.Identification of Vulnerable Transmission Line Considering Cyber-Physical Coupling of Control System and Generator[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(11):11-18. DOI： 10.7500/AEPS20200425006.

摘要

考虑控制系统和发电机之间的信息物理耦合关系，提出一种脆弱输电线路辨识方法。首先，分析物理电网系统与控制系统间连锁故障传播过程。然后，基于多阶段双层规划理论建立脆弱线路辨识模型，根据对偶理论将该模型转化为单层混合整数线性规划问题进行求解。最后，以IEEE可靠性测试系统为例进行仿真分析。仿真结果表明，攻击者倾向于攻击使得发电机容量和负荷分布不均匀的线路，增加控制系统-发电机耦合强度会增加整个系统的脆弱性，与地理-信息耦合相比，控制系统-发电机信息物理耦合会导致更大的负荷损失。

Abstract

Considering the cyber-physical coupling of the control systems and the generators

this paper proposes an approach to identify vulnerable transmission lines. Firstly

the propagation process of cascading failures between the physical power grids and the control systems is analyzed. Then

this paper constructs a model to identify vulnerable transmission lines based on the theory of multi-stage bi-level programming. This model is solved by transforming it into a single-level mixed-integer linear programming problem according to the duality theory. Finally

IEEE reliability test system is taken as an example for simulation analysis. The simulation results show that the attackers tend to attack the lines that make the generator capacity and load distribution uneven. Enhancing the cyber-physical coupling of the control systems and the generators will increase the vulnerability of the entire system. Compared with the geographic-cyber coupling

the cyber-physical coupling of the control systems and the generators will cause more load losses.

关键词

Keywords

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