[发明专利]数据注入使能的电网网络参数的攻击检测方法及装置

权利要求书

1.一种数据注入使能的电网网络参数的攻击检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

挖掘网络参数错误处理应用对电网状态估计的缺陷，以分析虚假数据注入对所述网络参数错误处理应用中网络参数的估计值的影响；

根据所述虚假数据注入对所述估计值的影响，分析间接篡改电网网络参数值的潜在攻击路径，以确定至少一个候选网络参数攻击；

分析网络参数攻击的隐秘性和可行性，并评估所述电网面临的网络参数攻击风险，以确定至少一个候选网络参数攻击；

量化评估各所述候选网络参数攻击对所述电网的最优潮流应用的影响，以确定对所述网络参数错误处理应用有效的网络参数攻击；

根据所述有效的网络参数攻击，设计检测各单一支路的网络参数攻击的最小测量保护集合；以及

通过组合各所述支路的最小测量保护集合，以最小的成本实现攻击检测。

2.如权利要求1所述的攻击检测方法，其特征在于，所述电网状态估计的电力系统测量方程被表示为

z＝h(x,p)+e

其中，z为测量数据，x为系统状态值，p为网络参数值，h(·)表示所述测量数据z与所述系统状态值x及所述网络参数值p的关系，e为测量噪声值。

3.如权利要求2所述的攻击检测方法，其特征在于，所述测量数据z包括电力系统的节点注入功率、支路功率、电压幅值中的至少一者，和/或

所述系统状态值x包括电压幅值和/或相角，和/或

所述网络参数值p为所述电网的—条支路的阻抗，和/或

所述测量噪声值e为满足零均值高斯分布的测量噪声。

4.如权利要求2所述的攻击检测方法，其特征在于，在交流状态估计中，所述网络参数值p使用存储于控制中心的数值，而不作为变量，所述交流状态估计被描述为如下优化问题

其中，为系统状态的估计值，W为与所述测量噪声值e相关的权重系数矩阵。

5.如权利要求4所述的攻击检测方法，其特征在于，所述电网状态估计中布置有网络参数错误处理模块，其中，

响应于任意一条支路上网络参数错误过大，配置于所述支路的不良数据检测器随状态估计的测量残差变大而报警，以指示错误的网络参数所在的支路，

响应于任意一个网络参数被判断存在错误，所述网络参数错误处理模块采用网络参数合并的状态估计，同时估计系统状态值x和网络参数值p，其优化问题被表示为

其中，为系统状态的估计值，为被判断存在错误的网络参数的估计值。

6.如权利要求5所述的攻击检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

以所述估计值代替原网络参数值p，并重新进行电网状态估计；

若所述重新进行的电网状态估计获得的均一化残差满足下式，则将所述估计值更新到所述控制中心的数据库，以代替原网络参数值p

其中，λ为所述均一化残差的阈值上限，M_l为支路l上的测量数据集合，A为所述电网中所有支路的索引集合。

7.如权利要求1所述的攻击检测方法，其特征在于，根据所述虚假数据注入对所述估计值的影响，分析间接篡改电网网络参数值的潜在攻击路径，以确定至少一个候选网络参数攻击的步骤包括：

利用所述网络参数错误处理应用中网络参数的错误发现、参数值估计和参数值更新过程，向测量数据中注入伪造数据，以误导网络参数值的估计值，并间接篡改存储于控制中心的网络参数值。

8.如权利要求7所述的攻击检测方法，其特征在于，所述向测量数据中注入伪造数据的步骤包括：

向均一化残差满足阈值上限的合法测量数据中，注入满足以下条件的攻击向量

a＝h(x,p+Δp)-h(x,p)

其中，p为网络参数值，Δp为伪造的网络参数错误值，x为系统状态值，函数h(·)为测量数据与系统状态值x及网络参数值p的关系。