تعیین استراتژی بهینه تخصیص منابع مالی با هدف حفاظت سیستم قدرت در برابر خرابکاری‌های عمدی مبتنی بر تئوری بازی

چکیده :در سال­های اخیر، افزایش انگیزه­های اقدامات خرابکارانه علیه سیستم­های قدرت از یک­سو و محدودیت تخصیص­ منابع مالی در حفاظت از این زیرساخت­ها از سوی دیگر، لزوم برنامه­­ریزی بهینه این منابع را بیش­ازپیش مورد توجه قرار داده است؛ تا درصورت رخداد حوادث احتمالی آینده، صدمات وارده و متعاقباً میزان خاموشی­های مشترکین حداقل گردد. طراحان اقدامات خرابکارانه اغلب به­عنوان بازیگرانی کاملاً باهوش و استراتژیک، آن­دسته از وقایع را مورد هدف قرار می­دهند که به­دلیل احتمال وقوع بسیار کم در روند طراحی حفاظت سیستم مدنظر قرار نمی­گیرند تا بدین­وسیله حداکثر خسارت ممکن را به سیستم وارد آورند. در این پژوهش یک طرح جدید مبتنی بر تئوری بازی به­صورت یک رقابت حذفی با حاصل صفر به­منظور هدفمندسازی تخصیص منابع مالی به­خدمت گرفته می­شود. در این مقاله، دو الگوریتم تخصیص بودجه در مقابل تهدیدات عمدی نسبت به خطوط و پست­های انتقال پیشنهاد شده‏است. در الگوریتم اول، تخصیص میزان ثابتی بودجه سالیانه به خطوط و پست­های انتقال به­منظور دست­یابی به بهترین شرایط قابلیت‏اطمینان سیستم فرمول­بندی می­شود؛ درحالی­که به­کمک الگوریتم دوم بودجه لازم و نحوه تخصیص آن برای دستیابی به سطح ازپیش­تعیین­شده­ای از خاموشی مشترکین در مقابل استراتژی نامشخص افراد خرابکار محاسبه می­شود. مدل پیشنهادی در محیط نرم‌افزارهای MATLAB (اجرای الگوریتم­های بهینه­سازی تک­هدفه پرنده فاخته و چندهدفه ژنتیک با مرتب­سازی نامغلوب) و GAMS (محاسبه شاخص قابلیت‏اطمینان سیستم پس از عملکرد توسط مدل پخش‏بار بهینه) حل شده است و استراتژی بهینه بازی محافظان، در راستای تحقق بهترین وضعیت قابلیت اطمینان سیستم به­دست آمده است. نتایج کارایی تکنیک پیشنهادی را در تخصیص بهینه بودجه محافاظتی و افزایش شاخص امنیت تأمین انرژی الکتریکی تأیید می­کند.

کلیدواژه ها:

: Game theory ، Energy security ، Cuckoo optimization algorithm ، non-dominated sorting genetic algorithm ، تئوری بازی ، امنیت انرژی ، پخش‌بار بهینه ، الگوریتم پرنده فاخته ، الگوریتم ژنتیک نامغلوب