基于数据驱动的电力系统虚假数据注入攻击检测

针对虚假数据注入攻击（FDIA）导致的电力系统安全问题,提出了一种数据驱动的二阶段联合方法。首先,构建由贝叶斯优化（BO）改进的极端梯度提升算法BO-XGBoost作为基分类器对正常数据和虚假数据进行初筛。其次,考虑到分类问题有一定误报率,构建最大互信息系数（MIC）校验器,计算由基分类器判断为正常状态下系统节点间的MIC,基于该系数的值进一步校验潜藏在系统里的FDIA。最后,通过IEEE 39节点测试系统的仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

虚假注入攻击下主动配电网的弹性协同控制

随着以直流微电网为主体的主动配电网智能化越来越强,微电网系统不可避免地受到网络攻击的影响。虚假数据注入攻击作为一种常见的网络攻击模式,会对系统的平稳安全运行造成威胁。为此,本文提出一种基于自适应技术的弹性二次电压恢复控制和最优电流分配方法。理论分析证明所设计的弹性二次控制器确保系统在虚假数据注入攻击下实现最优电流分配和电压调节。最后,通过Matlab测试平台验证了所提弹性二次控制方法的有效性。     

多能源数据驱动的电力信息物理系统综合态势感知模型

针对高比例可再生能源以及多类型能源设备接入的电网,以电力信息物理融合为基础,研究面向可靠性评估的电力信息物理系统运行状态综合分析方法,提出多能源数据驱动的电力信息物理系统综合态势感知模型。首先,考虑电力信息物理系统中影响系统运行状态的关键因素,研究面向可靠性评估的电力信息物理系统运行状态变化过程;其次,针对电力信息物理系统不同运行状态下关键设备扰动问题,研究基于改进鲁棒估计的电力信息物理系统正常状态、临界状态、紧急状态和恢复状态辨识方法,在此基础上,建立多能源数据驱动的电力信息物理系统综合态势感知模型;最后,以东北某地区电网运行数据为例进行验证。仿真结果表明,文章所提出的方法能够实现以可靠性辨识为目标的电力信息物理系统综合态势感知,并能保证较高的准确性和实时性。     

基于改进结构熵的电力信息物理系统脆弱性分析

随着电网与信息网的不断融合,考虑两网之间交互关系的电力信息物理系统脆弱性分析对保障电力系统稳定运行具有重要的实用价值.文章基于复杂网络理论,建立了电力信息物理系统拓扑模型,并提出了一种综合考虑节点差异性、边差异性和节点相依关系的电力信息物理系统拓扑改进结构熵指标.该指标可克服单层网络结构熵指标的局限性,并能识别电力信息...     

减小电网信息物理系统停电风险的信息网局部演化模型

电力网络与信息网络深度融合是实现电网完全可观可控的基础,然而实际的电力网络与信息网络并没有形成一一对应关系,所以难以实现电网的全面感知。因此,提出了一种基于电力网络拓扑结构的信息网的局部演化模型,该模型包含信息节点和通信链路的新建与升级改造,其新建节点与链路以生长演化的连接方式接入信息网络。此外,基于部分相依电力信息物理系统连锁故障传播模型,以负荷损失的互补累积概率作为标准,来评价电力网络和不同重连概率的信息网络交互作用的可靠性。以某省220kV及以上的电网系统为例来进行仿真分析,验证了信息网局部演化模型的有效性和鲁棒性,并通过构建信息网的局部生长演化模型提高了电网信息物理系统抵御连锁故障的能力。     

基于PMU优化部署的电网CPS线下攻击保护

针对电网信息物理系统可能遭受的恶性数据注入攻击以及海量的测控数据和复杂的运行方式,提出了一种线下优化部署相量测量单元(PMU)的保护方案.以线性恶性数据注入攻击模型为例,首先采用行最简形矩阵转换方法建立了一套攻击者为攻击指定数量状态量的最小代价攻击模型.然后,针对最小代价攻击模型,提出了一种有效防御并保证全系统可观的相...     

基于扩展卡尔曼滤波的智能电网虚假数据检测

虚假数据注入攻击（FDIA）是一种以破坏电力数据完整性与可用性为目的的隐蔽攻击,特点是由攻击者精心设计的攻击向量可以绕过电力系统常规数据检测,因此其检测方法对电力系统的稳定运行具有重要意义。提出了一种基于残差的方法来检测系统是否遭受攻击,保留了系统原有的加权最小二乘估计（WLS）,引入了一个额外的扩展卡尔曼滤波（EKF）。由于扩展卡尔曼滤波器的递归特点,在达到新的稳定值前会有一个较长的过程,利用这个过程中两估计器的残差超越所给定的阈值来判断系统是否遭受攻击。在IEEE14节点的仿真证明了检测方法对FDIA的有效性。     

基于残差观测器的智能电网虚假数据攻击检测研究

信息物理系统的深度融合实现了智能电网系统的高效运行,但也使其面临潜在的信息物理攻击安全威胁。攻击者通过注入虚假数据可以实现测量输出无变化,进而欺骗传统基于Kalman的卡方检测方法。考虑虚假数据攻击对系统内部状态变化的影响,提出了基于内部状态变化的神经网络观测器虚假数据攻击检测方法。基于建立的智能电网物理动态模型,分析了虚假数据攻击的隐蔽特性。进而考虑虚假数据攻击对系统内部状态变化的影响,提出基于神经网络观测器的状态残差检测方法。此外,考虑扰动对检测阈值的影响,设计自适应阈值替代传统的经验阈值从而缩短虚假数据攻击检测时间。最后,在IEEE三电机六总线验证了所提基于神经网络观测器的状态残差攻击检测方法的优越性。     

面向汽轮机总装的信息物理系统研究与应用

当前企业汽轮机总装过程中,信息化程度较低,信息传递效率低,缺乏信息快速发布共享的平台,导致异常事件难以及时发现、反馈,致使装配效率低下,装配进度缓慢。为了解决上述问题,基于汽轮机装配流程分析,借助实体标识、信息采集、传递等工具与技术,构建汽轮机总装信息物理系统(Cyber-Physical System, CPS),以提升汽轮机装配智能化水平,促进大量装配数据与装配过程物理实体紧密融合、交互与协同,实现对汽轮机装配过程的实时监控,及时发现并反馈异常。同时基于数据提供科学有效的调整策略,以便最终提高汽轮机装配效率与速度,确保产品按期交付。     

考虑连锁故障的发输电系统可靠性评估

为在发输电系统可靠性评估中考虑连锁故障的影响,提出了评估连锁故障风险的混合算法.该算法结合了解析法和模拟法的优点,在计算精度和效率上均有一定的优势.由于实际切负荷时负荷节点功率因数保持恒定,因此在最优切负荷模型中引入了负荷节点功率因数恒定约束,使得该模型更加贴近实际情况.此外,为了提高发输电系统可靠性评估的效率,采用基...