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龙图腾网恭喜四川大学申请的专利应对蓄意攻击的综合能源信息物理系统防御优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119788416B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510256453.9，技术领域涉及：H04L9/40；该发明授权应对蓄意攻击的综合能源信息物理系统防御优化方法是由臧天磊;童小宁;苏芮;龚亚辉;周步祥;罗欢;古宸嘉设计研发完成，并于2025-03-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本应对蓄意攻击的综合能源信息物理系统防御优化方法在说明书摘要公布了：本发明涉及综合能源信息物理系统安全防御技术领域，公开了一种应对蓄意攻击的综合能源信息物理系统防御优化方法；首先给定攻击不确定集合，根据其中的攻击策略求解第一阶段防御资源部署模型，并更新下界；再根据一阶段求解的防御资源部署策略，求解第二阶段攻击策略，并更新上界；最后判断上下界的差距，如果上界与下界的差值小于阈值，输出最优的防御资源部署策略，求解结束；否则将下层的攻击策略添加到攻击不确定集合中，重复前两个步骤，直到满足阈值要求。本发明通过给定新的攻击不确定性集合求解最优防御资源部署方案，得到的防御资源方案能够保证在最恶劣攻击场景下发挥最好的保护作用，从而减小综合能源信息物理系统的经济损失。

本发明授权应对蓄意攻击的综合能源信息物理系统防御优化方法在权利要求书中公布了：1.应对蓄意攻击的综合能源信息物理系统防御优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：初始化综合能源信息物理系统参数；步骤2：建立第一阶段防御资源部署模型，随机给定满足攻击资源约束的攻击不确定集合，根据所述攻击不确定集合中的攻击策略，防御者通过求解第一阶段防御资源部署模型，得到具体的最优防御资源部署策略，并得到此时综合能源信息物理系统的负荷损失值，并将此时的负荷损失值与当前存储的负荷损失值的下界值L进行比较更新，如果此时的负荷损失值大于其下界值L，则新的下界值为此时的负荷损失值；如果此时的负荷损失值小于其下界值L，则新的下界值仍然为当前的下界值L；步骤3：建立第二阶段攻击优化模型，将第一阶段防御资源部署模型求解得到的最优防御资源部署策略作为输入，传递给第二阶段攻击优化模型，并求解得到最优攻击策略和最大化负荷损失值；将此时的负荷损失值与当前存储的负荷损失值的上界值U进行对比，若此时的负荷损失值小于其上界值U，则新的上界值为此时的负荷损失值；反之，保持当前的上界值U不变；所述第二阶段攻击优化模型为双层模型，上层攻击者通过寻找最优攻击向量使得综合能源信息物理系统攻击造成的负荷损失最大，下层运行者在上层攻击者给定的攻击策略下求解负荷损失最小的运行策略；步骤4：计算上下界值的差值，如果上界值与下界值的差值小于设定阈值，则输出最优的防御资源部署策略，求解结束；否则将第二阶段求解的攻击策略添加到所述攻击不确定集合中，重复步骤2和步骤3，直到满足设定阈值要求；所述第一阶段防御资源部署模型包括：目标函数：通过统计综合能源信息物理系统的负荷损失来评判综合能源信息物理系统遭受的攻击，因此第一阶段防御资源部署模型的目标函数为： （1）；式中：和分别为电节点和气节点数量；和分别为节点i切电负荷和节点u切气负荷量；H为天然气热值，代表天然气流量所具有的能量全部转化为电能的能值；约束条件：a.电力系统约束： （2）； （3）； （4）； （5）；式中：P为电力线路有功潮流向量；为支路导纳矩阵；为节点导纳矩阵；为节点电压相角向量，为平衡节点电压相角；为电力线路攻击向量，若电力线路存在攻击则为1，若不存在攻击为0；为电力线路保护向量，若电力线路存在保护则为1，不存在保护为0；和分别表示电力线路有功潮流的最小值和最大值；、和分别表示电力系统中的发电机节点矩阵、燃气轮机矩阵和电转气设备矩阵；、、、和分别为发电机有功向量、燃气轮机有功向量、电转气设备有功向量、节点负荷向量以及节点切电负荷向量；T为转置符号；b.天然气系统约束：基于能路理论，将天然气系统等效为电力系统，具体约束如下： （6）； （7）； （8）； （9）； （10）； （11）；式中：、、和分别为天然气系统中的气源节点矩阵、电转气设备节点矩阵、节点支路矩阵和燃气轮机节点矩阵；为气源产气量向量；、、、、和分别为电转气设备产气量、气负荷、燃气轮机耗气量、管道气体流量、节点切气负荷量和压缩机等效气压源提供的气体流量；k为等效受控气压源参数；为气路导纳矩阵；、和分别为气路节点流出矩阵、气路节点流入矩阵和压缩机节点矩阵；为节点气压向量；、和分别为气压最小值向量、最大值向量和稳压源气压值；为天然气管道攻击向量，为1表示天然气管道受到攻击，为0表示不存在攻击；为天然气管道保护向量，若天然气管道存在保护则为1，若不存在保护则为0；为稳压源矩阵；和分别为管道气体流量的最小值和最大值；c.耦合设备约束： （12）； （13）；式中：和分别表示电转气设备和燃气轮机的转换效率；d.信息系统约束：采用单商品流模型模拟信息系统的工作状态，当连接控制中心和通信节点的所有通信链路都断开，则所述通信节点的需求完全消失；相反通信节点的通信是连接的，则能够满足需求；具体约束为： （14）； （15）；式中：和分别表示电力信息系统中的控制中心节点矩阵和节点支路矩阵；、和分别表示电力信息系统中的控制中心发出的虚拟信息流、通信链路流通的虚拟信息流和信息节点状态；和分别表示电力信息系统攻击向量和链路保护向量；和分别表示电力信息系统中的通信链路流通的虚拟信息流的最小值和最大值；和分别表示电力信息系统中的控制中心发出的虚拟信息流的最小值和最大值；和分别表示天然气信息系统的控制中心节点矩阵和节点支路矩阵；、和分别表示天然气信息系统中的控制中心发出的虚拟信息流、通信链路流通的虚拟信息流和信息节点状态；和分别表示天然气信息系统攻击向量和链路保护向量；和分别表示天然气信息系统中的通信链路流通的虚拟信息流的最小值和最大值；和分别表示天然气信息系统中的控制中心发出的虚拟信息流的最小值和最大值；e.信息物理耦合约束：当控制负荷的信息节点失效时，切掉对应的负荷；当控制发电机的信息节点失效时，切掉对应的发电机；当控制电转气设备和燃气轮机的信息节点失效时，同时切掉两者的出力；因此，对应的约束表征为： （16）； （17）； （18）； （19）；式中：、、和分别表示电力信息节点与负荷、发电机、电转气设备以及燃气轮机的对应关系矩阵；和分别为发电机有功向量的最小值和最大值；和分别为电转气设备有功向量的最小值和最大值；和分别为燃气轮机有功向量的最小值和最大值；当控制负荷的信息节点失效时，天然气负荷不会完全切除；当控制气源的信息节点失效时，气源产气保持不变；当控制压缩机的信息节点失效时，压缩机停止工作；当控制燃气轮机和电转气设备的信息节点失效时，保持当前状态；因此，对应的约束表示为： （20）； （21）； （22）； （23）；式中：、、和分别为天然气信息节点与压缩机、气源、电转气设备以及燃气轮机的对应关系矩阵；、和分别为气源、电转气设备和燃气轮机上一时刻流量；和分别为压缩机等效气压源提供的气体流量的最小值和最大值；和分别为气源产气量向量的最小值和最大值；和分别为电转气设备产气量的最小值和最大值；和分别为燃气轮机耗气量的最小值和最大值；f.可用资源约束：防御资源是有限的，具体的约束为： （24）；式中：为防御资源的最大值；为物理系统防御变量；为信息系统防御变量；为物理线路，包括天然气管道和电力线路；m为信息线路，包括天然气信息线路和电力信息线路；为物理线路集合；为信息线路集合；攻击资源是有限的，具体约束为： （25）；式中：为攻击资源的最大值；为物理系统攻击变量；为信息系统攻击变量。

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