(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 202210635058.8 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 中国人民解 放军陆军工程大 学 地址 210000 江苏省南京市秦淮区后标营 路88号 申请人 河海大学 (72)发明人 李建科　孙国强　韩海腾　陈静静　 罗珊　黄蔓云　臧海祥　徐其威　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 钟昕宇 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/06(2020.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种信息物理系统物理域和网络域一体化 耦合建模方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种信息物理系统薄弱环节 辨识与模拟致瘫方法及装置， 本方法首先分析电 网的薄弱节点， 然后基于薄弱环节的评估指标， 如基于潮流计算的状态类指标(线路负载率、 发 电机出力比率等)、 考虑经济因素的经济类指标 (负荷损失率、 机组调节经济成本等)以及由此演 变产生的综合类指标， 针对电力信息物理系统构 建了全网攻击模型以及局部攻击模型下的多重 攻击策略， 最终通过衡量经济成本损失和系统损 坏程度评估攻击效果， 所提方法能够为攻击效果 最大化提供有效的理论支撑， 具备一定的实际工 程应用价 值。 权利要求书8页 说明书20页 附图3页 CN 115034060 A 2022.09.09 CN 115034060 A 1.一种信息物理系统物理域和网络域一体化耦合建模方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： 步骤1： 将电力系统分为物理域和网络域， 首先建立物理域模型， 包括物理实体层建模 和物理域系统建模； 步骤2： 建立网络域模型， 包括网络域元件建模和网络域系统建模， 其中网络域系统建 模涵盖通信网络建模和保护测控网络建模； 步骤3： 建立信息系统层网络模型， 联合步骤1的物理域模型和步骤2的网络域模型， 建 立一体化耦合模型。 2.根据权利要求1所述的一种信息物理系统物理域和网络域一体化耦合建模方法， 其 特征在于： 物理实体层网络模型建模的方法包括： (1)电源侧元件 模型 发电机： 发电机模型采用局部d ‑q坐标系下的四阶微分方程 来描述： 其中i为发电机节点编号； δ为转角； ω、 ω0分别为转子转速和额定转子转速； Efd为内部 磁场电压； eq、 ed分别为q轴和d轴的端电压； e ′q、 e′d分别为q轴和d轴的瞬态电压； iq、 id分别 为q轴和d轴的电流； KD为阻尼系数； Tm、 Te分别为机械扭矩和电气气隙扭矩； T ′q0、 T′d0为开路 时间常数； xq、 xd分别为q轴和d轴的同步电抗； x ′q、 x′d分别为q轴和d轴的瞬态电抗； 光伏电池： 由串并联电阻、 二极管以及光生电流源组成； Iph为光生电流， Rs为串联等效 电阻， Rsh为旁路电阻； 光伏阵列的输出电压、 电流关系式如下： 式中A为二极管的理想 因子； 玻尔兹曼常数k＝1.38*10‑23J/K； 电子的电荷 量q＝1.6*10 ‑19C； θ 为温度； Rsh和Rs为并联和串联电阻； (2)支路侧元件 模型 电力线路： 电力线路采用 π型等效电路模型， 线路总阻抗为Z， 总导纳为Y； 得到电流传输 公式： 变压器： 变压器等效模型根据基尔霍夫定律得到：权　利　要　求　书 1/8 页 2 CN 115034060 A 2由此得到其电流传输公式： 移相器： 移相器等效电路根据基尔霍夫定律得到： 由此得到其电流传输公式： 因此其导纳模型为： (3)负荷侧元件 模型 RL串联负荷： 得到负荷的静态模型： 以电流作为状态变量， 负荷的动态模型如下： 异步电动机负荷： 采用机 械暂态模型：权　利　要　求　书 2/8 页 3 CN 115034060 A 3