[发明专利]一种交直流系统面对协同攻击的防御策略优化方法

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1.针对交直流混联系统的电压幅值虚假数据注入攻击方法，其特征在于，包括以下步骤：

交直流混联系统状态估计模型建立步骤，分别确定交直流混联系统中交流部分和直流部分的量测量，以及量测方程和状态变量方程，然后确定交直流混联系统中交直流耦合部分量测方程，具体的，节点i与节点j之间线路的有功潮流

P_ij＝V_i²g_ij-V_iV_j(g_ijcosθ_ij+b_ijsinθ_ij)；

无功潮流Q_ij＝-V_i²b_ij-V_iV_j(g_ijsinθ_ij-b_ijcosθ_ij)；

式中，g_ij是节点i与节点j之间的电导，θ_ij是节点i与节点j之间的相角差，V_i是节点i的电压幅值，V_j为节点j的电压幅值，b_ij是节点i与节点j之间的电纳；并根据上述量测量、量测方程和状态变量方程建立交直流混联系统状态估计模型并检测不良数据；

虚假数据注入攻击模型建立步骤，向所述交直流混联系统状态估计模型建立步骤中建立的交直流混联系统状态估计模型注入虚假数据，得到能绕过交直流混联系统状态估计模型不良数据检测的量测残差建立虚假数据注入攻击模型；交直流混联系统状态估计模型有虚假数据注入时，会用最大标准化残差来检测不良数据，不良数据检测后的量测残差

其中，z_a是系统受到攻击后的量测量；是系统受到攻击后状态变量的估计值；当攻击向量时，有L_NRbad＝L_NR，攻击向量a可以表示如下：

式中下标a表示受到攻击后的量测量后状态变量，z_p为交流有功量测矢量，包括支路有功潮流、节点有功注入功率，z_q为交流无功量测矢量，包括支路无功潮流、节点无功注入功率，z_d为直流量测矢量，h_p为交流有功量测函数矢量，h_q为交流无功量测函数矢量，h_d为直流量测函数矢量，θ为交流节点电压相角矢量，v为交流节点电压幅值矢量，x_dc为直流状态变量，L_NR为最大标准化残差；h()即为每个点位的交流有功、交流无功和直流量测函数矢量；

攻击向量确定步骤，根据虚假数据注入攻击模型确定需要篡改的量测量的类型和需要篡改的大小，生成可以绕过交直流混联系统状态估计模型不良数据检测并改变换流母线电压相角估计值的虚假数据作为攻击向量，具体的，根据所述交直流混联系统状态估计模型建立步骤中交直流混联系统的量测方程，当换流母线节点i电压相角的估计值改变时，与该节点直接相连的节点j交流部分的有功、无功注入功率量测、以及与节点i相连支路的有功、无功潮流量测均需要篡改，其中，j∈S_i，S_i是与节点i直接相连节点的集合；确定节点i与节点j之间的有功、无功潮流需要篡改量测量的大小，具体的：

需要篡改的有功潮流大小

需要篡改的无功潮流的大小

式中，V_ia即为换流母线电压幅值改变的大小；

若攻击发生在整流侧，那么对于直流部分，需要篡改的整流侧无功功率大小其中V_icosΦ_r＝(V_i+V_ia)cos(Φ_r+Φ_ra)，式中，Φ_r是功率因数角，Φ_ra是攻击后将会改变的整流侧功率因数角大小，I_acr为交流侧电流；

节点i需要篡改的有功注入功率大小需要篡改的无功注入功率大小节点j需要篡改的有功注入功率大小需要篡改的无功注入功率大小

其它量测量保持不变，从而确定了攻击向量a。