[發明專利]一種交直流系統面對協同攻擊的防御策略優化方法

有效

• 申請號: 202011050008.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112636323B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 賀智;錢方;李豐;袁曉舒;桑梓
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司;東方電氣集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/36;H02J4/00;H04L9/40;G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 康拯通

1.針對交直流混聯系統的電壓幅值虛假數據注入攻擊方法，其特征在于，包括以下步驟：

交直流混聯系統狀態估計模型建立步驟，分別確定交直流混聯系統中交流部分和直流部分的量測量，以及量測方程和狀態變量方程，然后確定交直流混聯系統中交直流耦合部分量測方程，具體的，節點i與節點j之間線路的有功潮流

P_ij＝V_i²g_ij-V_iV_j(g_ijcosθ_ij+b_ijsinθ_ij)；

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

式中，g_ij是節點i與節點j之間的電導，θ_ij是節點i與節點j之間的相角差，V_i是節點i的電壓幅值，V_j為節點j的電壓幅值，b_ij是節點i與節點j之間的電納；并根據上述量測量、量測方程和狀態變量方程建立交直流混聯系統狀態估計模型并檢測不良數據；

虛假數據注入攻擊模型建立步驟，向所述交直流混聯系統狀態估計模型建立步驟中建立的交直流混聯系統狀態估計模型注入虛假數據，得到能繞過交直流混聯系統狀態估計模型不良數據檢測的量測殘差建立虛假數據注入攻擊模型；交直流混聯系統狀態估計模型有虛假數據注入時，會用最大標準化殘差來檢測不良數據，不良數據檢測后的量測殘差

其中，z_a是系統受到攻擊后的量測量；是系統受到攻擊后狀態變量的估計值；當攻擊向量時，有L_NRbad＝L_NR，攻擊向量a可以表示如下：

式中下標a表示受到攻擊后的量測量后狀態變量，z_p為交流有功量測矢量，包括支路有功潮流、節點有功注入功率，z_q為交流無功量測矢量，包括支路無功潮流、節點無功注入功率，z_d為直流量測矢量，h_p為交流有功量測函數矢量，h_q為交流無功量測函數矢量，h_d為直流量測函數矢量，θ為交流節點電壓相角矢量，v為交流節點電壓幅值矢量，x_dc為直流狀態變量，L_NR為最大標準化殘差；h()即為每個點位的交流有功、交流無功和直流量測函數矢量；

攻擊向量確定步驟，根據虛假數據注入攻擊模型確定需要篡改的量測量的類型和需要篡改的大小，生成可以繞過交直流混聯系統狀態估計模型不良數據檢測并改變換流母線電壓相角估計值的虛假數據作為攻擊向量，具體的，根據所述交直流混聯系統狀態估計模型建立步驟中交直流混聯系統的量測方程，當換流母線節點i電壓相角的估計值改變時，與該節點直接相連的節點j交流部分的有功、無功注入功率量測、以及與節點i相連支路的有功、無功潮流量測均需要篡改，其中，j∈S_i，S_i是與節點i直接相連節點的集合；確定節點i與節點j之間的有功、無功潮流需要篡改量測量的大小，具體的：

需要篡改的有功潮流大小

需要篡改的無功潮流的大小

式中，V_ia即為換流母線電壓幅值改變的大小；

若攻擊發生在整流側，那么對于直流部分，需要篡改的整流側無功功率大小其中V_icosΦ_r＝(V_i+V_ia)cos(Φ_r+Φ_ra)，式中，Φ_r是功率因數角，Φ_ra是攻擊后將會改變的整流側功率因數角大小，I_acr為交流側電流；

節點i需要篡改的有功注入功率大小需要篡改的無功注入功率大小節點j需要篡改的有功注入功率大小需要篡改的無功注入功率大小

其它量測量保持不變，從而確定了攻擊向量a。