[發明專利]一種面向交直流混聯系統的虛假數據注入攻擊策略評估方法

有效

• 申請號: 202011618601.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112800420B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 謝云云;嚴欣騰;李虹儀;吳昊;蔡勝;蘇曉茜;李尚軒;楊皖浙;胡紅新;付豪;羅瑞豐;時涵;王振剛;鄒云;殷明慧;卜京;張俊芳
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F21/55
• 分類號: G06F21/55;G06F30/20;H02J3/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王安

1.一種面向交直流混聯系統的虛假數據注入攻擊策略評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立交直流混聯系統狀態估計模型，利用估計模型估計狀態量；

步驟2，建立面向交直流混聯系統的虛假數據注入攻擊策略評估模型，具體為：

以攻擊后系統調度成本最大為目標，確定評估模型目標函數：

其中，P_G,i表示第i臺機組的發電量，c_G,i表示第i臺機組的發電成本，P_S,j表示節點j的切負荷量，c_S,j表示節點j的切負荷成本，I₁表示機組所在節點集合，I₂表示負荷所在節點集合，c_loss表示直流換流站換相失敗成本；

步驟3，利用遺傳算法求解步驟2的模型，比較評估結果；

步驟4，通過評估結果檢測交直流混聯系統的薄弱節點。

2.根據權利要求1所述的面向交直流混聯系統的虛假數據注入攻擊策略評估方法，其特征在于，所述步驟1中的建立交直流混聯系統狀態估計模型具體包括以下步驟：

步驟1-1，確定交流部分量測方程：

對于節點i與節點j之間線路的有功、無功潮流P_i,j、Q_i,j，量測方程可由下式確定：

P_i,j＝V_i²g_i,j-V_iV_j(g_i,jcosθ_i,j+b_i,jsinθ_i,j)

Q_i,j＝-V_i²b_ij-V_iV_j(g_i,jsinθ_i,j-b_i,jcosθ_i,j)

對于節點i的有功、無功注入功率P_i、Q_i，量測方程可由下式確定:

其中，V_i表示節點i的電壓幅值，V_j表示節點j的電壓幅值，g_i,j表示節點i與節點j之間的電導；b_i,j表示節點i與節點j之間的電納，θ_i,j表示節點i與節點j之間的相角差，S_i表示所有與節點i直接相連的節點的集合；

步驟1-2，確定雙端直流部分的量測方程：

V_dr＝k₁B_rT_rE_acrcosα-k₂B_rX_crI_d+η₁

V_di＝k₁B_iT_iE_acicosγ+k₂B_iX_ciI_d+η₂

V_dr＝V_di+RI_d+η₃

V_dr＝k₁B_rT_rE_acrcosΦ_r+η₄

V_di＝k₁B_iT_iE_acicosΦ_i+η₅

I_acr＝k₃B_rT_rI_d+η₆

I_aci＝k₃B_iT_iI_d+η₇

I_d＝I_ord+η₁₄

γ＝γ_ord+η₁₅

其中k₁、k₂、k₃為系數，R表示直流線路電阻，I_d表示直流電流，I_ord表示設定的直流電流，γ_ord表示設定的逆變側熄弧角，η₁～η₁₅表示量測誤差，V_dr表示整流側直流電壓，V_di表示逆變側直流電壓，B_r表示整流側串聯的橋數，B_i表示逆變側串聯的橋數，T_r表示整流側換流變壓器變比，T_i表示逆變側換流變壓器變比，E_acr表示整流側交流換流母線電壓，E_aci表示逆變側交流換流母線電壓，α表示整流側觸發延遲角，γ表示逆變側熄弧角，Xcr表示整流側等值換相電抗，Xci表示逆變側等值換相電抗，Φ_r表示整流側功率因素角，Φ_i表示逆變側功率因數角，I_acr表示整流側交流側電流，I_aci表示逆變側交流側電流，表示整流側直流側有功功率，表示逆變側直流側有功功率，表示整流側交流側有功功率，表示逆變側交流側有功功率，表示整流側交流側無功功率，表示逆變側交流側無功功率；

步驟1-3，確定交直流耦合部分量測方程：

其中，P_ac表示交流側有功功率，Q_ac表示交流側無功功率，式中“±”在整流側時取-，在逆變側時取+；

步驟1-4，根據上述步驟中的量測方程，建立交直流混聯系統狀態估計模型，表示如下：

其中z_p表示交流有功量測矢量，包括支路有功潮流、節點有功注入功率，z_q表示交流無功量測矢量，包括支路無功潮流、節點無功注入功率，z_d表示直流量測矢量，h_p表示交流有功量測函數矢量，h_q表示交流無功量測函數矢量，h_d表示直流量測函數矢量，θ表示交流節點電壓相角矢量，v表示交流節點電壓幅值矢量，x_dc表示直流狀態變量，η_p表示交流有功量測誤差矢量，η_q表示交流有功量測誤差矢量，η_d表示直流量測誤差矢量。