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Optimal power grid protection through a defender-attacker-defender model

机译：通过防御者-攻击者-防御者模型提供最佳的电网保护

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Power grid vulnerability is a major concern of our society, and its protection problem is often formulated as a tri-level defender-attacker-defender model. However, this tri-level problem is computationally challenging. In this paper, we design and implement a Column-and-Constraint Generation algorithm to derive its optimal solutions. Numerical results on an IEEE system show that: (ⅰ) the developed algorithm identifies optimal solutions in a reasonable time, which significantly outperforms the existing exact algorithm; (ⅱ) the attack solution obtained through solving the attacker-defender model does not lead to the optimal protection plan in general; and (ⅲ) protection using the optimal solution from the defender-attacker-defender model always improves the grid survivability under contingencies. The proposed model and algorithm can be easily modified to accommodate for other critical infrastructure network Drotection problems.
机译：电网脆弱性是我们社会关注的主要问题，其保护问题通常被表述为三级防御者-攻击者-防御者模型。但是，此三级问题在计算上具有挑战性。在本文中，我们设计并实现了列约束生成算法以导出其最优解。 IEEE系统上的数值结果表明：（ⅰ）所开发的算法可以在合理的时间内识别出最佳解，这大大优于现有的精确算法； （ⅱ）通过求解攻击者-防御者模型获得的攻击解决方案通常不会导致最佳保护计划； （ⅲ）使用防御者-攻击者-防御者模型的最佳解决方案进行保护，可以始终提高应急情况下的电网生存能力。可以轻松修改提出的模型和算法，以适应其他关键基础设施网络的透支问题。

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