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龍圖騰網恭喜四川大學申請的專利應對蓄意攻擊的綜合能源信息物理系統防御優化方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119788416B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510256453.9，技術領域涉及：H04L9/40；該發明授權應對蓄意攻擊的綜合能源信息物理系統防御優化方法是由臧天磊;童小寧;蘇芮;龔亞輝;周步祥;羅歡;古宸嘉設計研發完成，并于2025-03-05向國家知識產權局提交的專利申請。

本應對蓄意攻擊的綜合能源信息物理系統防御優化方法在說明書摘要公布了：本發明涉及綜合能源信息物理系統安全防御技術領域，公開了一種應對蓄意攻擊的綜合能源信息物理系統防御優化方法；首先給定攻擊不確定集合，根據其中的攻擊策略求解第一階段防御資源部署模型，并更新下界；再根據一階段求解的防御資源部署策略，求解第二階段攻擊策略，并更新上界；最后判斷上下界的差距，如果上界與下界的差值小于閾值，輸出最優的防御資源部署策略，求解結束；否則將下層的攻擊策略添加到攻擊不確定集合中，重復前兩個步驟，直到滿足閾值要求。本發明通過給定新的攻擊不確定性集合求解最優防御資源部署方案，得到的防御資源方案能夠保證在最惡劣攻擊場景下發揮最好的保護作用，從而減小綜合能源信息物理系統的經濟損失。

本發明授權應對蓄意攻擊的綜合能源信息物理系統防御優化方法在權利要求書中公布了：1.應對蓄意攻擊的綜合能源信息物理系統防御優化方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：初始化綜合能源信息物理系統參數；步驟2：建立第一階段防御資源部署模型，隨機給定滿足攻擊資源約束的攻擊不確定集合，根據所述攻擊不確定集合中的攻擊策略，防御者通過求解第一階段防御資源部署模型，得到具體的最優防御資源部署策略，并得到此時綜合能源信息物理系統的負荷損失值，并將此時的負荷損失值與當前存儲的負荷損失值的下界值L進行比較更新，如果此時的負荷損失值大于其下界值L，則新的下界值為此時的負荷損失值；如果此時的負荷損失值小于其下界值L，則新的下界值仍然為當前的下界值L；步驟3：建立第二階段攻擊優化模型，將第一階段防御資源部署模型求解得到的最優防御資源部署策略作為輸入，傳遞給第二階段攻擊優化模型，并求解得到最優攻擊策略和最大化負荷損失值；將此時的負荷損失值與當前存儲的負荷損失值的上界值U進行對比，若此時的負荷損失值小于其上界值U，則新的上界值為此時的負荷損失值；反之，保持當前的上界值U不變；所述第二階段攻擊優化模型為雙層模型，上層攻擊者通過尋找最優攻擊向量使得綜合能源信息物理系統攻擊造成的負荷損失最大，下層運行者在上層攻擊者給定的攻擊策略下求解負荷損失最小的運行策略；步驟4：計算上下界值的差值，如果上界值與下界值的差值小于設定閾值，則輸出最優的防御資源部署策略，求解結束；否則將第二階段求解的攻擊策略添加到所述攻擊不確定集合中，重復步驟2和步驟3，直到滿足設定閾值要求；所述第一階段防御資源部署模型包括：目標函數：通過統計綜合能源信息物理系統的負荷損失來評判綜合能源信息物理系統遭受的攻擊，因此第一階段防御資源部署模型的目標函數為： （1）；式中：和分別為電節點和氣節點數量；和分別為節點i切電負荷和節點u切氣負荷量；H為天然氣熱值，代表天然氣流量所具有的能量全部轉化為電能的能值；約束條件：a.電力系統約束： （2）； （3）； （4）； （5）；式中：P為電力線路有功潮流向量；為支路導納矩陣；為節點導納矩陣；為節點電壓相角向量，為平衡節點電壓相角；為電力線路攻擊向量，若電力線路存在攻擊則為1，若不存在攻擊為0；為電力線路保護向量，若電力線路存在保護則為1，不存在保護為0；和分別表示電力線路有功潮流的最小值和最大值；、和分別表示電力系統中的發電機節點矩陣、燃氣輪機矩陣和電轉氣設備矩陣；、、、和分別為發電機有功向量、燃氣輪機有功向量、電轉氣設備有功向量、節點負荷向量以及節點切電負荷向量；T為轉置符號；b.天然氣系統約束：基于能路理論，將天然氣系統等效為電力系統，具體約束如下： （6）； （7）； （8）； （9）； （10）； （11）；式中：、、和分別為天然氣系統中的氣源節點矩陣、電轉氣設備節點矩陣、節點支路矩陣和燃氣輪機節點矩陣；為氣源產氣量向量；、、、、和分別為電轉氣設備產氣量、氣負荷、燃氣輪機耗氣量、管道氣體流量、節點切氣負荷量和壓縮機等效氣壓源提供的氣體流量；k為等效受控氣壓源參數；為氣路導納矩陣；、和分別為氣路節點流出矩陣、氣路節點流入矩陣和壓縮機節點矩陣；為節點氣壓向量；、和分別為氣壓最小值向量、最大值向量和穩壓源氣壓值；為天然氣管道攻擊向量，為1表示天然氣管道受到攻擊，為0表示不存在攻擊；為天然氣管道保護向量，若天然氣管道存在保護則為1，若不存在保護則為0；為穩壓源矩陣；和分別為管道氣體流量的最小值和最大值；c.耦合設備約束： （12）； （13）；式中：和分別表示電轉氣設備和燃氣輪機的轉換效率；d.信息系統約束：采用單商品流模型模擬信息系統的工作狀態，當連接控制中心和通信節點的所有通信鏈路都斷開，則所述通信節點的需求完全消失；相反通信節點的通信是連接的，則能夠滿足需求；具體約束為： （14）； （15）；式中：和分別表示電力信息系統中的控制中心節點矩陣和節點支路矩陣；、和分別表示電力信息系統中的控制中心發出的虛擬信息流、通信鏈路流通的虛擬信息流和信息節點狀態；和分別表示電力信息系統攻擊向量和鏈路保護向量；和分別表示電力信息系統中的通信鏈路流通的虛擬信息流的最小值和最大值；和分別表示電力信息系統中的控制中心發出的虛擬信息流的最小值和最大值；和分別表示天然氣信息系統的控制中心節點矩陣和節點支路矩陣；、和分別表示天然氣信息系統中的控制中心發出的虛擬信息流、通信鏈路流通的虛擬信息流和信息節點狀態；和分別表示天然氣信息系統攻擊向量和鏈路保護向量；和分別表示天然氣信息系統中的通信鏈路流通的虛擬信息流的最小值和最大值；和分別表示天然氣信息系統中的控制中心發出的虛擬信息流的最小值和最大值；e.信息物理耦合約束：當控制負荷的信息節點失效時，切掉對應的負荷；當控制發電機的信息節點失效時，切掉對應的發電機；當控制電轉氣設備和燃氣輪機的信息節點失效時，同時切掉兩者的出力；因此，對應的約束表征為： （16）； （17）； （18）； （19）；式中：、、和分別表示電力信息節點與負荷、發電機、電轉氣設備以及燃氣輪機的對應關系矩陣；和分別為發電機有功向量的最小值和最大值；和分別為電轉氣設備有功向量的最小值和最大值；和分別為燃氣輪機有功向量的最小值和最大值；當控制負荷的信息節點失效時，天然氣負荷不會完全切除；當控制氣源的信息節點失效時，氣源產氣保持不變；當控制壓縮機的信息節點失效時，壓縮機停止工作；當控制燃氣輪機和電轉氣設備的信息節點失效時，保持當前狀態；因此，對應的約束表示為： （20）； （21）； （22）； （23）；式中：、、和分別為天然氣信息節點與壓縮機、氣源、電轉氣設備以及燃氣輪機的對應關系矩陣；、和分別為氣源、電轉氣設備和燃氣輪機上一時刻流量；和分別為壓縮機等效氣壓源提供的氣體流量的最小值和最大值；和分別為氣源產氣量向量的最小值和最大值；和分別為電轉氣設備產氣量的最小值和最大值；和分別為燃氣輪機耗氣量的最小值和最大值；f.可用資源約束：防御資源是有限的，具體的約束為： （24）；式中：為防御資源的最大值；為物理系統防御變量；為信息系統防御變量；為物理線路，包括天然氣管道和電力線路；m為信息線路，包括天然氣信息線路和電力信息線路；為物理線路集合；為信息線路集合；攻擊資源是有限的，具體約束為： （25）；式中：為攻擊資源的最大值；為物理系統攻擊變量；為信息系統攻擊變量。

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