電力系統(tǒng)狀態(tài)估計欺詐性數(shù)據(jù)防御方法.pdf

1、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計欺詐性數(shù)據(jù)是黑客在量測數(shù)據(jù)中惡意注入的以篡改狀態(tài)估計輸出結(jié)果為目的的隱蔽性不良數(shù)據(jù)。鑒于欺詐性數(shù)據(jù)能夠有效躲避傳統(tǒng)不良數(shù)據(jù)檢測和辨識，通過構(gòu)建特定的欺詐性數(shù)據(jù)，黑客能夠蓄意操縱狀態(tài)估計輸出結(jié)果，進而導(dǎo)致錯誤調(diào)度指令的產(chǎn)生，威脅電力系統(tǒng)的安全可靠運行。因此，在確保未來智能電網(wǎng)更好服務(wù)于國民經(jīng)濟發(fā)展的層面上，研究實際電力系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)安全漏洞，并制定相應(yīng)的防御措施具備迫切的現(xiàn)實意義。
　　根據(jù)已有文獻所提防御方法的防

2、御效果，將欺詐性數(shù)據(jù)防御方法分為檢測、辨識和遏制3類。檢測法僅能夠判定欺詐性數(shù)據(jù)是否存在，但無法鎖定欺詐性數(shù)據(jù)的具體位置;辨識法進一步實現(xiàn)了對欺詐性數(shù)據(jù)所在位置的鎖定。由于遏制法著眼于從根本上瓦解黑客構(gòu)建欺詐性數(shù)據(jù)的可能性，因此，研究中將遏制法視為保障電力系統(tǒng)狀態(tài)估計結(jié)果可靠性最具成效的防御途徑。量測信息物理保護法、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)動態(tài)調(diào)節(jié)法、拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)節(jié)法以及電力信息融合防御法是現(xiàn)階段提出的4種欺詐性數(shù)據(jù)遏制法，但在應(yīng)用過程中難免面臨設(shè)備

3、投資較高、全局輸電能力受限、計算復(fù)雜度較高等因素的制約。
　　為克服上述防御算法的不足，本文提出以完善不良數(shù)據(jù)檢測和辨識算法固有數(shù)據(jù)安全漏洞為核心的欺詐性數(shù)據(jù)遏制法，論文工作及主要研究成果如下:
　　1、系統(tǒng)性綜述了電力系統(tǒng)狀態(tài)估計欺詐性數(shù)據(jù)防御法的研究成果。在總結(jié)現(xiàn)有欺詐性數(shù)據(jù)防御法不足的基礎(chǔ)上，指出完善不良數(shù)據(jù)檢測和辨識算法固有的數(shù)據(jù)安全漏洞是防御欺詐性數(shù)據(jù)的核心。
　　2、提出基于狀態(tài)向量挖掘的欺詐性數(shù)據(jù)防御法。

4、采用隱馬爾科夫模型建模歷史運行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，將黑客難以操縱的發(fā)電機輸出功率視為觀察狀態(tài)序列，并通過維特比算法解碼系統(tǒng)狀態(tài)序列。
　　3、提出基于狀態(tài)變量修正的欺詐性數(shù)據(jù)防御法。提出狀態(tài)一致性檢驗用以鎖定疑似受到欺詐性數(shù)據(jù)影響的狀態(tài)變量，并通過所構(gòu)建的狀態(tài)變量修正向量打破欺詐性數(shù)據(jù)的隱蔽性，使其無法躲避不良數(shù)據(jù)檢測和辨識算法，從而實現(xiàn)對欺詐性數(shù)據(jù)的辨識和剔除。
　　4、采用IEEE-14節(jié)點和IEEE-118節(jié)點標準測試系統(tǒng)仿真