Calculation Method for Coupling Degree of Cyber-Physical Fault in Distribution Networks

Han QIN; Dong LIU

doi:10.7500/AEPS20200430025

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Calculation Method for Coupling Degree of Cyber-Physical Fault in Distribution Networks

Assessment and Enhancement of Cyber-Physical Resilience of Smart Grids | 更新时间：2025-06-16

- Calculation Method for Coupling Degree of Cyber-Physical Fault in Distribution Networks
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 3, Pages: 76-82(2021)
- 作者机构：
  
  电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China;State Grid Corporation of China (Basic Theory and Method for Analysis and Control of Cyber Physical System for Power Grid, No. SGRIJSKJ〔2017〕1033)
- DOI：10.7500/AEPS20200430025
  CLC：
- Received：30 April 2020，
  
  Revised：2020-09-28，
  
  Published Online：08 December 2020，
  
  Published：10 February 2021
- 稿件说明：
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秦汉,刘东.配电网信息物理故障的耦合度计算方法[J].电力系统自动化,2021,45(3):76-82.

QIN Han,LIU Dong.Calculation Method for Coupling Degree of Cyber-Physical Fault in Distribution Networks[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(3):76-82.
秦汉,刘东.配电网信息物理故障的耦合度计算方法[J].电力系统自动化,2021,45(3):76-82. DOI： 10.7500/AEPS20200430025.

QIN Han,LIU Dong.Calculation Method for Coupling Degree of Cyber-Physical Fault in Distribution Networks[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(3):76-82. DOI： 10.7500/AEPS20200430025.

摘要

配电网信息物理系统（CPSDN）中信息系统和物理系统深度耦合，使得信息和物理故障可以相互耦合对配电网的运行造成影响。文中提出一种配电网信息物理故障的耦合度计算方法，从故障危害的角度评估信息与物理系统间的耦合程度。首先，在分析信息物理协同攻击（CCPA）对CPSDN影响的基础上，综合考虑攻击造成的故障危害及节点的防护水平，给出故障概率的计算方法。然后，通过节点耦合度（CDBN）对异构系统节点间故障的相关程度进行计算，并基于CDBN来计算节点与系统间耦合度（CDBNS）、系统间耦合度（CDBS）。最后，以一个包含3条馈线的配电系统作为算例

验证了所提计算方法的合理性和有效性。

Abstract

Since the cyber system and the physical system in the cyber-physical system for distribution network (CPSDN) are deeply coupled

the cyber and physical failure can couple with each other to affect the operation of the distribution network. This paper proposes a coupling degree calculation method

which evaluates the coupling degree between the cyber and physical system from the perspective of fault hazard. Firstly

based on analyzing the impact of coordinated cyber-physical attack (CCPA) on CPSDN

considering the fault hazard caused by attacks and the protection level of nodes

a probabilistic expression of faults is given. Then

the correlation degree of node failures between heterogeneous systems is calculated through the coupling degree between nodes (CDBN)

and the coupling degree between node and system (CDBNS) and coupling degree between systems (CDBS) are calculated based on CDBN. Finally

a distribution network with three feeders is used as an example to verify the rationality and effectiveness of the proposed method.

关键词

Keywords

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