电力系统的负荷损失和潮流计算matlab仿真,对比最高度数,最高介数以及最高关键度等节点攻击

1.课题概述

      节点攻击是指针对电力系统中某个或多个节点进行的攻击，其目的是破坏电力系统的稳定性和安全性。节点攻击可以分为最高度数攻击、最高介数攻击和最高关键度攻击等。在本课题中，将模拟这四种攻击方式，对比电力系统的停电规模。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

for m = 1:MTKL
    m
.......................................................................

    while (Flag == 1)
        TTT = TTT + 1;
        %断开选定的线路
        if TTT == 1
BRANCHo(Cut_info,3:end) = 0;
        else
           %断开相邻的线路
           Inders1 = find(BRANCHo(:,1) == Cut_info(1));
           Inders2 = find(BRANCHo(:,1) == Cut_info(2));
           Inders3 = find(BRANCHo(:,2) == Cut_info(1));
           Inders4 = find(BRANCHo(:,2) == Cut_info(2));               
Inders  = unique([Inders1;Inders2;Inders3;Inders4]);
           %随机选择
tmpsss     = randperm(length(Inders));
Inders_sel = Inders(tmpsss(1));
BRANCHo(Inders_sel,3:end) = 0;
        end
        %根据信息节点的Pdi和Pmi进行失去控制
        for i1 = 1:N-1
            P1 = rand(1);
            P2 = rand(1);
            if P1 <= Pdi(i1) | (P1 >Pdi(i1) & P2 <= Pmi) 
               %调度中心认为线路处理初始状态
BRANCHo(i1,3:end) = 0;
            end    
        end
        %对此时的电器网络进行计算潮流
%         Ak          = func_Admittance_matrix(BUSo,BRANCHo);
        Ak          = func_AC_Flow_admittance_matrix(39,46,1,0.1,BRANCHo,BUSo);
        F           = Ak * Pp;
        %判断是否越限
        for jjj = 1:length(F)
        if (abs(F(jjj))) <= (abs(Fmax(jjj)))
           %没有越限，则进行步骤7
           P = rand();
           if P <= PH
              Flag = 1;%被选中，则继续步骤三，即重新循环
           else
              Flag = 0;%未被选中，则继续步骤八，跳出循环
           end
        else
           %有越限，则进行步骤6 
           %先进行LP优化，这里使用PSO进行优化 
           [V_score2,PP] = func_pso_calculate_min(Bus_Num,20,Pp);
           %再计算潮流
%            Ak          = func_Admittance_matrix(BUSo,BRANCHo);
           Ak          = func_AC_Flow_admittance_matrix(39,46,1,0.1,BRANCHo,BUSo);
           F           = Ak * (1+g)*PP;
           if sum(abs(F)) > sum(abs(Fmax))
              Flag = 1;
           else
               %没有越限，则进行步骤7
               P = rand();
               if P <= PH
                  Flag = 1;%被选中，则继续步骤三，即重新循环
               else
                  Flag = 0;%未被选中，则继续步骤八，跳出循环
               end
           end
        end
    end
    end
     Dat(m) = 100*abs(sum(abs(F)) - sum(abs(Fo)))/Base;
end
[cdf,PAPR] = ecdf(Dat);
figure;
semilogy(PAPR,1-cdf,'b-o','LineWidth',1);
xlabel('负荷损失%');
ylabel('负荷损失累计概论');
save attack1.mat PAPR cdf
02_015m

4.系统原理简介

       电力系统是一个复杂的网络，其稳定性和安全性对于社会的正常运行至关重要。然而，电力系统面临着各种攻击的风险，如恶意攻击、自然灾害等。这些攻击可能导致电力系统的负荷损失，甚至引发大范围的停电。因此，研究电力系统的负荷损失和潮流计算，以及节点攻击对电力系统的影响，具有重要的现实意义。

4.1 电力系统的负荷损失和潮流计算

       负荷损失是指电力系统在正常运行时，由于各种原因导致负荷减少的现象。负荷损失的大小可以用负荷损失率来衡量，其计算公式为：

       负荷损失率 = （负荷减少量 / 总负荷量） × 100%

        负荷损失的原因可能有很多，如设备故障、线路过载、电压不稳等。为了减少负荷损失，需要采取一系列措施，如加强设备维护、优化潮流分布、提高电压稳定性等。

       潮流计算是电力系统分析的基础，其目的是确定电力系统中各节点的电压和功率分布。潮流计算的基本方程为：

P = V^2 * G - V * E * sin(θ)

Q = -V^2 * (B + b/2) - V * E * cos(θ)

       其中，P和Q分别为有功功率和无功功率，V为节点电压，G和B分别为电导和电纳，E为电压幅值，θ为电压相角。

       通过潮流计算，可以确定电力系统中的功率分布，以及各节点的电压和相角。这对于电力系统的稳定运行和安全分析具有重要意义。

4.2节点攻击对电力系统的影响

        节点攻击是指针对电力系统中某个或多个节点进行的攻击，其目的是破坏电力系统的稳定性和安全性。节点攻击可以分为最高度数攻击、最高介数攻击和最高关键度攻击等。

4.2.1 最高度数攻击

       最高度数攻击是指针对电力系统中度数最高的节点进行的攻击。节点的度数是指与该节点相连的边的数量。度数最高的节点通常是电力系统中的重要节点，如发电站、变电站等。如果这些节点受到攻击，可能导致电力系统的瘫痪。

4.2.2 最高介数攻击

        最高介数攻击是指针对电力系统中介数最高的节点进行的攻击。介数是指所有最短路径中经过某个节点的路径的数量。介数最高的节点通常是电力系统中的关键节点，如输电线路、变压器等。如果这些节点受到攻击，可能导致电力系统的崩溃。

4.2.3最高关键度攻击

       最高关键度攻击是指针对电力系统中关键度最高的节点进行的攻击。关键度是指节点在电力系统中的重要性，可以用节点的度数、介数、负载等多个指标来衡量。关键度最高的节点通常是电力系统中的核心节点，如调度中心、控制中心等。如果这些节点受到攻击，可能导致整个电力系统的瘫痪。