一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法与流程

1.本发明属于综合能源系统安全的技术领域，具体涉及一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法。


背景技术：

2.人类日益增长的能源消耗和严峻的环境问题，迫切要求我们发展低碳、可持续的能源体系。综合能源系统作为一种安全、高效、清洁、灵活的能源系统，通过多能源互补和能源梯级利用来提高能源的整体效率和可再生能源消耗。在工程应用中，以电力-供热耦合系统为代表的综合能源系统，提高了电力系统运行的灵活性，促进风电的消纳，降低能源成本，因而正越来越得到更多的关注。以热电联产机组为基础的热电一体化能源系统是热电联产能源系统的重要形式。天然气联合循环热电联产机组因其规模小、综合效率高、环境影响小等优点，在我国很多城市热电联产机组中一直作为主要热源。
3.综合能源系统通过电、热、气等多种能源的多能量互补和梯级利用，提高能源利用效率，减少环境污染。先进的信息通信技术(ict)在实现综合能源系统安全、高效、清洁、灵活运行方面发挥着至关重要的作用，促进了综合能源系统的信息与物理的深度耦合。然而，各种能源系统与其支持信息系统之间的耦合增加了系统的复杂性，并引入更多的网络层面的脆弱性点，给综合能源系统的安全高效运行带来更多的网络安全挑战。
4.虽然有很多关于电力系统网络安全的研究，但很少有研究涉及到综合能源系统，特别是综合能系统中对供热系统的攻击。综合能源系统具有多能源耦合、多时间尺度、多管理主体的特点，需要多个能源系统协同运行，形成一个有机整体。在这种情况下，由网络攻击引起的一个子系统的故障可能会蔓延到其他能源系统。根据“桶原理”，综合能源系统的网络安全取决于系统的最薄弱环节。在热电综合能源系统中，与电力系统相比，集中供热系统的信息化落后于电力系统，使集中供热系统成为了综合能源系统中的薄弱环节。如何正确且可靠的分析和预测集中供热系统中的网络攻击，从而便于后期指导系统的检测和恢复，已日益成为提高综合能源系统稳定性和安全性的重要方法之一。


技术实现要素：

5.本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，首先，确定集中供热系统的网络攻击目标，建立集中供热系统的网络攻击模型，所述网络攻击目标包括集中供热系统的室内温度和换热站二次侧供水温度，室内温度设定点攻击、室内温度延迟缩放攻击和二次热网供水温度斜坡攻击；再建立对供热系统网络攻击的预测模型，所述预测方法包括综合能源系统联合的滚动优化调度和仿真分析预测，先进行综合能源系统的滚动经济调度，获得综合能源系统在正常条件下安全约束的经济调度的结果，选取滚动经济调度两个时间段的参数进行网络攻击的仿真分析预测；最后根据模型结果，进行预测分析，用于预测分析集中供热系统的网络攻击对电热综合能源系统的安全性、用户舒适度和经济性的影响，以指导攻击的类型辨识、检测和防御。
6.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，包括如下步骤：
7.s1，确定集中供热系统的网络攻击目标，建立集中供热系统的网络攻击模型：所述网络攻击目标包括集中供热系统的室内温度和换热站二次侧供水温度；所述室内温度设定点攻击、室内温度延迟缩放攻击和二次热网供水温度斜坡攻击；
8.s2，建立对供热系统网络攻击的预测模型：所述预测方法包括综合能源系统联合的滚动优化调度和仿真分析预测；先进行综合能源系统的滚动经济调度，获得综合能源系统在正常条件下安全约束的经济调度的结果，选取滚动经济调度两个时间段的参数进行网络攻击的仿真分析预测；
9.s3，预测分析：通过比较步骤s2获得的仿真分析参数和系统正常运行的参数的差异，预测综合能源系统的网络攻击状态和影响，所述参数至少包括聚合室内温度、chp机组状态、换热站供水温度和电力系统线路负载。
10.作为本发明的一种改进，所述的步骤s1中，室内温度设定点攻击是通过篡改室内温度与室内设定点温度之间的不匹配，导致供热系统持续向热负荷提供不匹配的热功率，所述室内温度设定点攻击模型为：
[0011][0012]
式中，为t时刻内的正常的室内温度，为受到攻击后的供热系统的室内温度，λ
a1
为攻击参数，γa为攻击的时间集合，t0为开始攻击时刻，为攻击的延迟项。
[0013]
作为本发明的一种改进，所述步骤s1中，室内温度延迟缩放攻击是针对集中供热系统的室内温度，跟踪攻击期间室内温度的测量值，进行缩放攻击，所述室内温度延迟缩放攻击模型为：
[0014][0015]
式中，为t时刻内的正常的室内温度，为受到攻击后的供热系统的室内温度，λ
a2
为攻击参数，γa为攻击的时间集合，为攻击的延迟项。
[0016]
作为本发明的另一种改进，所述步骤s1中，二次热网供水温度斜坡攻击是针对换热站二次侧供水温度的设定值，通过篡改调度中心下发给换热站供水温度的设定值，使得供给热负荷的热功率与热需求不匹配，所述二次热网供水温度斜坡攻击模型为：
[0017][0018]
式中，未受到攻击时的换热站二次侧供水温度的设定值，为受到攻击后的换热站二次侧供水温度的设定值，λ
a3
为攻击参数，γa为攻击的时间集合。
[0019]
作为本发明的另一种改进，所述步骤s2中，网络攻击的仿真分析预测包括物理模型和调度模型，所述物理模型至少包括换热站模型、建筑物和室内换热器模型，其中，
[0020]
换热站的模型具体如下：
[0021]
[0022][0023]
式中，m
p,1
和m
p,2
的为一次热网和二次热网的质量流量；m
ex
为热网进入对应换热站一次侧的质量流量；m
ot
为热网没有进入换热站一次侧的质量流量；为一次热网的供水温度和回水温度；为换热站一次侧回水温度；h
ex
为换热站的换热站；ae/ke为换热站的综合换热面积和综合换热系数；为二次热网供水温度和回水温度；τ
ave
为换热站换热器的平均温度；
[0024]
建筑物和室内换热器模型具体如下：
[0025][0026][0027][0028][0029]
式中，为t时刻建筑物的热负荷；为t时刻负荷处建筑物室内温度；为t时刻建筑物外的环境温度；r
eq
/c
eq
为建筑物热负荷的等效热容和等效热阻；δt为计算时间间隔；ar/kr为室内换热器的综合换热面积和综合换热系数。
[0030]
作为本发明的又一种改进，所述步骤s2中，网络攻击的仿真分析预测的调度模型至少包括热网模型，热网模型采用节点法模型，具体为：
[0031][0032][0033]
式中，分别为供水管道进水/出水温度p；分别为回水管道进水/出水温度p；为供/回水管道在j节点的水温；π
p
为供热管道的集合；流入节点k的管道集；从节点k流出的管道的集和；φ
in
为管道相交节点的集合；φ
ln
热负载节点的集合；φ
sn
热源节点的集合；ρw,cw为水的密度和比热容；γ
p
,r
p
,δ
p
,ξ
p
为管道的延时
参数和热损失参数；λj,l
p
为换热系数、管道截面积、管道长度；为管道的质量流量。
[0034]
作为本发明的更进一步改进，所述步骤s2中综合能源系统联合的滚动优化调度和仿真分析预测中的目标函数为：
[0035][0036][0037]
式中，为热电联产机组的运行成本；c
ot
为单位功率的发电成本；为除了热电联产机组外的机组的电功率；和为热电联产机组的电功率和热功率。
[0038]
与现有技术相比：本发明具有如下优势:
[0039]
优势(1),现有的研究和公开的技术中，未有涉及在综合能源系统中针对热力系统的攻击在整个综合系统的传播的预测和分析技术或方法，我们首次提出了针对该类问题的技术方案和框架。
[0040]
优势(2)本发明通过一个完整的优化调度和仿真分析的框架，实现了对在综合能源系统中热力系统的攻击的系统的预测和影响分析。首先，开展考虑热力系统准动态过程的滚动优化调度的过程，该过程从滚动调度的周期、模型、运行方法上均完整的模拟了系统在正常运行状态下的行为。同时，由于考虑准动态过程，能够反映在正常状态下的系统在一段时间内的机组状态和热网的温度分布等参数。
[0041]
优势(3)，本发明所述的仿真分析方法中，我们将正常状态下的系统在一段时间内的机组状态和热网的在一段时间内的管道温度分布等参数作为仿真的初值，与传统仿真分析中任意设置初值不同，该初值获取方法增强了仿真分析的准确性。此外，我们在仿真分析中进一步减小了仿真的步长，增加仿真的精细度，在仿真中我们模拟了在攻击情况下热力系统从热负荷、换热站、热网、热源、以及电网的传播机制和波动情况，预测系统的负荷变化和电力系统线路超载、源侧出力等，进而指导系统在网络攻击下的响应操作。
[0042]
优势(4)，我们在热力系统的网络攻击方法中，我们模拟了三类典型的热力系统网络攻击，包括针对聚合室温和换热站二次侧供水温度的攻击。通过多多种攻击问题的模拟，增加我们所提出的方法对网络攻击影响的预测能力。
附图说明
[0043]
图1是本发明方法应用的实施环境
‑‑
综合能源系统结构图；
[0044]
图2是本发明方法步骤s1中确定网络攻击目标的控制流程图；
[0045]
图3是本发明方法步骤s2中联合滚动优化调度和仿真的时间规划示意图；
[0046]
图4是本发明实施例1中室内温度设定点攻击对室内温度、热负荷、热电联产机组和电力线路负载的影响图；
[0047]
图5是本发明实施例1中室内温度设定点攻击方法对室内温度、热负荷、热电联产机组和电力线路负载的影响图；
[0048]
图6是本发明实施例1中室内温度延迟缩放攻击方法对室内温度、热负荷、热电联产机组和电力线路负载的影响图；
[0049]
图7是本发明方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0050]
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0051]
实施例1
[0052]
一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，本方法的应用环境如图1所示，图1是本实施例所应用的综合能源系统的结构图。供热系统包括2个源节点和3个负荷节点，电力系统包括2个pq节点和2台发电机组。供热系统中的节点5与电力系统中的母线3连接一个凝汽式热电联产机组(chp1)，chp1也作为热网的平衡节点；供热熊中的节点4对应电力系统中的母线4，为背压热电联产机组(chp2)，作为电力系统的平衡节点。
[0053]
本实施例一种综合能源系统中对供热系统的网络攻击的预测方法，如图7所示，包括以下步骤：
[0054]
s1，确定集中供热系统的网络攻击目标，建立集中供热系统的网络攻击模型：
[0055]
集中供热系统中热负荷预测和控制方法包括基于历史数据的方法、基于综合室外温度的方法和基于室内温度的方法，本发明方法以室内温度反馈控制方法作为集中供热系统中热负荷的控制方法，其流程如图2所示，具体描述如下：
[0056]
首先，scada根据综合室外温度和历史供热参数，初步获得换热站二次侧供水温度的设定值，然后根据上传的建筑物室内温度的实际值，与室内温度的设定值进行比较，其温差用于修正和计算计算下一时刻的换热站二次侧供水温度的设定值，换热站二次侧供水温度的设定值通过网络传输给换热站，用于指导换热站的本地控制器。
[0057]
基于集中供热系统的控制方法和控制流程，可以发现集中供热系统的网络安全的两个薄弱环节和可行的攻击位置，即用户上传给scada调控中心的实际室内温度，和scada调控中心下发给换热站的二次侧供水温度的设定值。
[0058]
因而，建立集中供热系统的网络攻击模型。集中供热系统的网络攻击模型包括三种攻击方法和模型，即室内温度设定点攻击、室内温度延迟缩放攻击和二次热网供水温度斜坡攻击，具体如下。
[0059]
室内温度设定点攻击：室内温度设定点攻击是通过篡改室内温度与室内设定点温度之间的不匹配，导致供热系统持续向热负荷提供不匹配的热功率，其模型为：
[0060][0061]
式中，为t时刻内的正常的室内温度，为受到攻击后的供热系统的室内温度，λ
a1
为攻击参数，γa为攻击的时间集合，t0为开始攻击时刻，为攻击的延迟项，引入延迟项的目的是避免攻击后温度的急剧突变。因为热力系统具有热惯性和热延迟的特性，对热力系统的网络攻击不能引起供热系统的参数的急剧突变，否则很容易被有经验的操作人员发现。
[0062]
室内温度延迟缩放攻击：室内温度延迟缩放攻击是针对集中供热系统的室内温度，跟踪攻击期间室内温度的测量值，进行缩放攻击，其模型为：
[0063]
[0064]
式中，为t时刻内的正常的室内温度，为受到攻击后的供热系统的室内温度，λ
a2
为攻击参数，γa为攻击的时间集合，为攻击的延迟项。
[0065]
二次热网供水温度斜坡攻击：二次热网供水温度斜坡攻击是针对换热站二次侧供水温度的设定值，通过篡改调度中心下发给换热站供水温度的设定值，使得供给热负荷的热功率与热需求不匹配。
[0066][0067]
式中，未受到攻击时的换热站二次侧供水温度的设定值，为受到攻击后的换热站二次侧供水温度的设定值，λ
a3
为攻击参数，γa为攻击的时间集合。
[0068]
步骤s2建立对供热系统网络攻击的预测模型：所述预测方法包括综合能源系统联合的滚动优化调度和仿真分析预测，图3所示，先进行综合能源系统的滚动经济调度，获得综合能源系统在正常条件下安全约束的经济调度的结果，选取滚动经济调度两个时间段的参数进行网络攻击的仿真分析预测；
[0069]
步骤s2中所提及的仿真分析方法首先将滚动优化调度的一个或几个步长的机组状态以及其他参数作为仿真分析的初值，然后在前期在热力系统注入设定的网络攻击，进而预测网络攻击在综合能源系统的传播机制和影响。所采用的仿真分析方法采用了小步长和准动态的分析方法，特异性的考虑了热力系统的热惯性以及热攻击的延迟性。
[0070]
具体上，首先，进行综合能源系统的滚动经济调度。本实施例中，滚动经济的调度的总时长是24小时，每次滚动的周期是4小时，调度步长为15分钟。通过滚动经济调度，获得综合能源系统在正常条件下的安全约束的经济调度的结果，包括热电联产机组的出力和热电比、室内温度、热负荷、运行成本等参数。然后，选取滚动经济调度的两个时间段的参数进行网络攻击的仿真分析，本实施例中，仿真分析的总时长是15分钟或30分钟，仿真步长为1分钟。通过仿真分析的所提出的集中供热系统的网络攻击方法对综合能源系统的影响。
[0071]
网络攻击的仿真分析预测包括物理模型和调度模型，
[0072]
热网模型采用节点法模型，具体如下：
[0073][0074][0075]
式中，分别为供水管道进水/出水温度p；分别为回水管道进水/出水温度p；为供/回水管道在j节点的水温；∏
p
为供热管道的集合；流入节点k的管道集；从节点k流出的管道的集和；φ
in
为管道相交节点的集合；φ
ln
热负载节点的集合；φ
sn
热源节点的集合；ρw,cw为水的密度和比热容；γ
p
,r
p
,δ
p
,ξ
p
为管道的延时
参数和热损失参数；λj,l
p
为换热系数、管道截面积、管道长度；为管道的质量流量。
[0076]
换热站的模型具体如下：
[0077][0078][0079]
式中，m
p,1
和m
p,2
的为一次热网和二次热网的质量流量；m
ex
为热网进入对应换热站一次侧的质量流量；m
ot
为热网没有进入换热站一次侧的质量流量；为一次热网的供水温度和回水温度；为换热站一次侧回水温度；h
ex
为换热站的换热站；ae/ke为换热站的综合换热面积和综合换热系数；为二次热网供水温度和回水温度；τ
ave
为换热站换热器的平均温度。
[0080]
建筑物和室内换热器模型具体如下：
[0081][0082][0083][0084][0085]
式中，为t时刻建筑物的热负荷；为t时刻负荷处建筑物室内温度；为t时刻建筑物外的环境温度；r
eq
/c
eq
为建筑物热负荷的等效热容和等效热阻；δt为计算时间间隔；ar/kr为室内换热器的综合换热面积和综合换热系数。
[0086]
其中，联合仿真分析预测涉及滚动优化调度目标函数为：
[0087][0088][0089]
式中，为热电联产机组的运行成本；c
ot
为单位功率的发电成本；为除了热电联产机组外的机组的电功率；和为热电联产机组的电功率和热功率；
[0090]
联合仿真分析预测涉及滚动优化调度的约束条件包括电力系统约束，涉及功率平衡约束、运行域约束、爬坡约束和线路容量限制，也包括为供热系统节点温度混合方程、热功率平衡方程和网络拓扑方程：
[0091]
[0092][0093][0094][0095][0096][0097][0098][0099][0100]
式中，分别为热电联产机组的电功率，常规发电机组的电功率；为t时段负荷i的电功率需求；为0-1变量，如果常规发电机组运行，为1，否则为0；常规发电机组的最大/最小发电功率；rui/rdi为发电机组i的向上/向下爬坡能力；∏
ot
为常规发电机组的集合；π
chp
为热电联产机组的集合；分别为供水管道进水/出水温度p；分别为回水管道进水/出水温度p；为一次热网供/回水管道的温度；流入节点的管道集；从节点流出的管道的集和；φ
in
为管道相交节点的集合；φ
ln
热负载节点的集合；φ
sn
热源节点的集合；为管道的质量流量；为二次热网节点的供水温度；为二次热网供水温度的上下限制。为二次热网供水温度的爬坡限制。
[0101][0102][0103]
上述两个约束是二次热网供水温度的限制。
[0104]
步骤s3，预测分析：根据步骤s2的模型结果，进行预测分析。
[0105]
根据本实施例的综合能源系统中对集中供热系统的网络攻击方法及其仿真分析的步骤，室内温度设定点攻击下的综合能源系统的室内温度、热负荷、热电联产机组出力、电力系统线路负载的变化如图4所示；室内温度延迟缩放攻击下的综合能源系统的室内温度、热负荷、热电联产机组出力、电力系统线路负载的变化如图5所示；二次热网供水温度斜坡攻击下的综合能源系统的室内温度、热负荷、热电联产机组出力、电力系统线路负载的变化如图6所示。
[0106]
图4(a)(b)-图6(a)(b)描述了本实施例所述的三种攻击下集中供热系统的室内温度和热负荷波动。虚线表示无攻击的室内温度，保持在21℃。可以发现，室内温度和热负荷的都有所上升，室温的波动导致与热用户的舒适温度不匹配，影响热用户的热舒适性。
[0107]
图4(c)-图6(c)描述了在攻击之后热电联产机组输出的热功率和电功率的波动。
可以看出，两个热电联产的热输出和电功率在两个时间间隔(10-15分钟和23-27分钟)内都有明显波动。但是攻击之后，chp输出的异常波动不会立即发生。上述现象可以用综合能源系统和热电联产机组的两个特性来解释：供热系统热网的延迟特性和综合能源系统的电-热耦合特性。攻击发生在热负荷下，由于热网的延迟特性，需要一段时间才能转移到相应的热电联产机组。当攻击引起的热负荷波动传递第一个热电联产机组时，热电联产机组的热功率输出相应增加，其电功率输出由于该热电联产机组是抽凝机组，热功率增加时电功率相应的减少。为了保证电力系统的正常运行，第二个热电联产机组作为功率平衡节点，必须增加电力输出以满足实时功率平衡。总的来说，在加热系统受到攻击的情况下，系统的功率也会在很大范围内波动。通过综合能源系统的耦合特性，对集中供热系统的网络攻击影响电力系统的运行。
[0108]
图4(d)-图6(d)描述了三种攻击下电力系统线路负载变化，其中p
12
，p
13
，p
24
分别表示线路12、线路13和线路24的负载，可以明显看到三种攻击可以导致电力系统线路超载，影响电力系统的安全。
[0109]
表1.三种网络攻击对综合能源系统的经济性的影响
[0110][0111][0112]
三种网络攻击对综合能源系统的运行的经济性影响如表1所示，可以看出本发明所提出的集中供热系统网络攻击预测方法对综合能源系统经济性具有明显的影响，分别从10.11％-18.44％。
[0113]
综合以上说明，本发明提出的一种综合能源系统中对供热系统的网络攻击的预测方法能够较好的反应显著影响综合能源系统的用户的舒适性、系统运行经济性和安全性，以指导攻击的类型辨识、检测和防御。
[0114]
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，确定集中供热系统的网络攻击目标，建立集中供热系统的网络攻击模型：所述网络攻击目标包括集中供热系统的室内温度和换热站二次侧供水温度；所述室内温度设定点攻击、室内温度延迟缩放攻击和二次热网供水温度斜坡攻击；s2，建立对供热系统网络攻击的预测方法：所述预测方法包括综合能源系统联合的滚动优化调度和仿真分析预测；先进行综合能源系统的滚动经济调度，获得综合能源系统在正常条件下安全约束的经济调度的结果，选取滚动经济调度两个时间段的参数进行网络攻击的仿真分析预测；s3，预测分析：通过比较步骤s2获得的仿真分析参数和系统正常运行的参数的差异，预测综合能源系统的网络攻击状态和影响，所述参数至少包括聚合室内温度、chp机组状态、换热站供水温度和电力系统线路负载。2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，其特征在于，所述的步骤s1中，室内温度设定点攻击是通过篡改室内温度与室内设定点温度之间的不匹配，导致供热系统持续向热负荷提供不匹配的热功率，所述室内温度设定点攻击模型为：式中，为t时刻内的正常的室内温度，为受到攻击后的供热系统的室内温度，λ
a1
为攻击参数，γ
a
为攻击的时间集合，t0为开始攻击时刻，为攻击的延迟项。3.如权利要求2所述的一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，其特征在于：所述步骤s1中，室内温度延迟缩放攻击是针对集中供热系统的室内温度，跟踪攻击期间室内温度的测量值，进行缩放攻击，所述室内温度延迟缩放攻击模型为：式中，为t时刻内的正常的室内温度，为受到攻击后的供热系统的室内温度，λ
a2
为攻击参数，γ
a
为攻击的时间集合，为攻击的延迟项。4.如权利要求1或2或3所述的一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，其特征在于：所述步骤s1中，二次热网供水温度斜坡攻击是针对换热站二次侧供水温度的设定值，通过篡改调度中心下发给换热站供水温度的设定值，使得供给热负荷的热功率与热需求不匹配，所述二次热网供水温度斜坡攻击模型为：式中，未受到攻击时的换热站二次侧供水温度的设定值，为受到攻击后的换热站二次侧供水温度的设定值，λ
a3
为攻击参数，γ
a
为攻击的时间集合。5.如权利要求4所述的一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，其特征在于：所述步骤s2中，网络攻击的仿真分析预测包括物理模型和调度模型，所述物理模型至少包括换热站模型、建筑物和室内换热器模型，其中，换热站的模型具体如下：
式中，m
p,1
和m
p,2
的为一次热网和二次热网的质量流量；m
ex
为热网进入对应换热站一次侧的质量流量；m
ot
为热网没有进入换热站一次侧的质量流量；为一次热网的供水温度和回水温度；为换热站一次侧回水温度；h
ex
为换热站的换热站；a
e
/k
e
为换热站的综合换热面积和综合换热系数；为二次热网供水温度和回水温度；τ
ave
为换热站换热器的平均温度；建筑物和室内换热器模型具体如下：建筑物和室内换热器模型具体如下：建筑物和室内换热器模型具体如下：建筑物和室内换热器模型具体如下：式中，为t时刻建筑物的热负荷；为t时刻负荷处建筑物室内温度；为t时刻建筑物外的环境温度；r
eq
/c
eq
为建筑物热负荷的等效热容和等效热阻；δt为计算时间间隔；a
r
/k
r
为室内换热器的综合换热面积和综合换热系数。6.如权利要求5所述的一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，其特征在于，所述网络攻击的仿真分析预测的调度模型至少包括热网模型，热网模型采用节点法模型，具体为：模型，具体为：式中，分别为供水管道进水/出水温度p；分别为回水管道进
水/出水温度p；为供/回水管道在j节点的水温；∏
p
为供热管道的集合；流入节点k的管道集；从节点k流出的管道的集和；φ
in
为管道相交节点的集合；φ
ln
热负载节点的集合；φ
sn
热源节点的集合；ρ
w
,c
w
为水的密度和比热容；γ
p
,r
p
,δ
p
,ξ
p
为管道的延时参数和热损失参数；为换热系数、管道截面积、管道长度；为管道的质量流量。7.如权利要求5或6所述的一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，其特征在于：所述步骤s2中综合能源系统联合的滚动优化调度和仿真分析预测中的目标函数为：为：式中，为热电联产机组的运行成本；c
ot
为单位功率的发电成本；为除了热电联产机组外的机组的电功率；p
it
和为热电联产机组的电功率和热功率。

技术总结
本发明公开了一种综合能源系统中对供热系统网络攻击的预测方法，首先，确定集中供热系统包括室内温度和换热站二次侧供水温度的网络攻击目标，建立网络攻击模型，所述模型包括室内温度设定点攻击、室内温度延迟缩放攻击和二次热网供水温度斜坡攻击；再建立包括综合能源系统联合的滚动优化调度和仿真分析预测的预测模型，先进行综合能源系统的滚动经济调度，获得综合能源系统在正常条件下安全约束的经济调度的结果，选取滚动经济调度两个时间段的参数进行网络攻击的仿真分析预测；最后根据模型结果，进行预测分析，用于预测分析集中供热系统的网络攻击对电热综合能源系统的安全性、用户舒适度和经济性的影响，以指导攻击的类型辨识、检测和防御。检测和防御。检测和防御。


技术研发人员：丁世兴 顾伟 陆帅 吴志 陆海 罗恩博 张浩
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/19