[发明专利]一种对电力信息物理系统进行攻击检测及重构的方法

说明书

本发明是一种对电力信息物理系统进行攻击检测及重构的方法。本发明设计了一种将滑模观测器与自适应方法结合起来对电力信息物理系统进行攻击检测的方法，把攻击条件由现有的函数界已知放宽为部分上界函数已知，并用自适应方法来估计不可知的上界值；对于一些不能通过比较残差信号和阈值实现攻击检测的攻击，为了保证攻击检测的准确性，本发明利用残差信号收敛到零进行攻击信号重构，根据攻击检测逻辑对重构的攻击信号进行攻击判断；本发明还将这种方法推广到电力信息物理系统受到传感器攻击的情况，实现对电力信息物理系统受到传感器攻击的检测与重构；本发明以含有三个电机，六条母线的电力信息物理系统受到攻击为例进行攻击检测与重构。

技术领域

本发明涉及电力信息物理系统信息安全领域，是一种对电力信息物理系统进行攻击检测及重构的方法。

背景技术

随着电力信息物理系统的节点规模增大，通信方式多样化及自动化控制水平的提升,攻击电力终端设备的技术手段也在不断增加，能够及时检测出电力信息物理系统的攻击对于提高电力信息物理系统的性能起着重要的作用，不但可以减小系统的损坏，也能最大程度降低带来的负面影响。在深入分析相对不可检测攻击与绝对不可检测攻击的基础上，获得了绝对不可检测攻击为零以及相对不可检测为稳定信号的条件下，进而依据向量分解的方法，建立了攻击信号可重构与检测的条件，即状态攻击与传感器攻击分别存在。

现有的攻击检测方法只针对单一的同步相角量测注入恶意数据攻击，例如:中国专利申请号201510062192.3，由于黑客对电力信息系统的攻击是任意的，不知道哪个信道受到攻击，也不知道哪几个信道同时受到攻击，因此，在研究攻击检测的问题时，选取单一的信道是不妥当的。现有技术中迄今未见有关一种稳定性好、准确性高、响应速度快的对电力信息物理系统进行攻击检测及重构方法的文献报道和实际应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种稳定性好、准确性高、响应速度快的对电力信息物理系统进行攻击检测及重构的方法。

实现本发明目的采用的技术方案是：1.一种对电力信息物理系统进行攻击检测及重构的方法，其特征在于，它包括的内容有：

1)建立含有三个电机，六条母线的电力信息物理系统受到状态攻击时的数学模型：

y(t)＝Cx(t)+D_uu(t) (1)

其中x(t)是电力信息物理系统受到状态攻击时的状态信号，y(t)是电力信息物理系统受到状态攻击时的输出信号，u(t)是电力信息物理系统的受控输入信号，是电力信息物理系统受到状态攻击时的状态信号的微分，B_ηη_x(t)是电力信息物理系统的状态攻击信号，A、B_u、C、D_u是电力信息物理系统中具有适当维度的系统参数；

2)建立含有三个电机，六条母线的电力信息物理系统受到传感器攻击时的数学模型：

y′(t)＝Cx′(t)+D_uu(t)+D_ηη_s(t) (2)

其中x′(t)是电力信息物理系统受到传感器攻击时的状态信号，y′(t)是电力信息物理系统受到传感器攻击时的输出信号，u(t)是电力信息物理系统的受控输入信号，是电力信息物理系统受到传感器攻击时的状态信号的微分，D_ηη_s(t)是电力信息物理系统的传感器攻击信号，A、B_u、C、D_u是电力信息物理系统中具有适当维度的系统参数；

3)建立含有三个电机，六条母线的电力信息物理系统受到状态攻击时的自适应滑模观测器的数学模型：