[發明專利]一種智能電網線路保護中信息物理協同攻擊分析方法

有效

• 申請號: 201810683829.4
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108923415B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 胡邦權;范勇鋒;簡子倪;王先培
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司荊門供電公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H04L9/40
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種智能電網線路保護中信息物理協同攻擊分析方法，其特征在于，包括：

信息物理協同攻擊步驟：首先斷開目標線路，并將該線路的開關狀態信息由斷開篡改為合上，然后利用虛假數據攻擊修改電力系統部分量測數據，使得調度中心難以采用狀態估計的方法發現線路的斷開；

建立以攻擊者和調度中心之間的交互構造的雙層規劃模型步驟：上層代表攻擊者的行動，建立以成本和攻擊約束最大化電力系統運行成本的目標函數，下層表示調度中心的響應，建立在潮流約束下最小化運行成本和負載損失的目標函數，并利用條件KKT條件和Fortuny-Amat-McCarl方法對其模型進行求解；

定義只有單條線路遭受攻擊，則信息物理協同攻擊成立的條件，如式(3)所示；

式中，N_d表示母線的數量，a_D,d表示a_D的第d個元素，D_d表示母線d的負荷需求，τ表示a_D,d的變化閾值，O表示母線集合。

2.根據權利要求1所述的一種智能電網線路保護中信息物理協同攻擊分析方法，其特征在于，所述信息物理協同攻擊步驟包括以下內容：

若用a＝[a₁,a₂,…,a_m]^T表示攻擊者在量測數據中注入的虛假數據向量，c＝[c₁,c₂,…,c_n]^T表示由于虛假數據的注入在狀態變量中引入的誤差向量，其中，量測數據中注入的虛假數據a滿足a＝Hc時，攻擊者可以將量測數據修改為任意值，即成功發動虛假數據攻擊，當攻擊者修改電力系統中斷路器開斷狀態時，攻擊者仍然可以發動虛假數據攻擊，攻擊條件如定義1所述；

定義1：假設量測數據中不含噪聲，將電力系統拓撲結構由G修改為當注入的虛假數據a滿足如下條件時，可以成功修改電力系統拓撲結構；

式中，H和分別表示電力系統G和對應的測量雅克比矩陣，Col(·)表示測量雅克比矩陣對應的列向量。

3.根據權利要求1所述的一種智能電網線路保護中信息物理協同攻擊分析方法，其特征在于所述建立以攻擊者和調度中心之間的交互構造的雙層規劃模型步驟包括以下內容：

假設攻擊者攻擊的線路為l，攻擊者的目標在于最大化電力系統運行成本，調度中心根據安全約束經濟調度方法，其目標在于最小化運行成本，基于雙層規劃理論，建立攻擊者和調度中心交互關系的模型；

上層優化模型和下層優化模型通過變量a_D,d發生交互，當上層優化模型變量a_D,d固定后，下層優化模型均為線性函數，采用KKT條件替換下層規劃模型，并利用Fortuny-Amat-McCarl方法線性化松弛互補條件，得到下層優化模型的等價線性約束條件。