基于观测器的智能电网假数据注入攻击检测与定位研究

发布时间：2025-06-10 05:01

　　随着科技的迅速发展,传统的电力系统与现代的传感技术、控制方法、通信技术深度融合,形成智能电网系统。然而,由于智能电网系统的复杂性与开放性,令其很容易受到恶意信息攻击。尤其是具有隐蔽性的假数据注入攻击可以绕过传统的检测机制,在不被检测到的情况下,向系统中注入错误数据从而破坏电网系统的正常运行。本文针对智能电网的信息安全问题,利用观测器来对智能电网系统中的假数据注入攻击进行检测和定位研究,本文的主要工作如下:首先,针对智能电网系统在假数据注入攻击下的攻击检测问题,提出了基于线性未知输入观测器的假数据注入攻击的检测算法。针对多区域的分布式电力系统,考虑电机运行模型及各区域间的互联性,建模干扰及不确定性对各个区域设计未知输入观测器。此基础上,考虑初始误差及模型不确定性设计了自适应阈值。最后通过仿真实例,验证了检测算法的有效性。其次,针对智能电网系统在假数据注入攻击定位问题,设计了基于区间观测器的攻击检测与定位算法。首先,针对电网系统中的每个电机和总线给出了智能电网状态空间模型。为避免自适应阈值的复杂计算,同时进一步缩短检测时间,考虑系统干扰及建模不确定性设计了区间观测器用来检测假数据注入攻击。针...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电网安全性能及信息攻击研究现状
        1.2.2 攻击检测与定位研究现状
    1.3 论文研究内容及安排
第2章 基于未知输入观测器的智能电网攻击检测研究
    2.1 引言
    2.2 电网模型构建
    2.3 假数据注入攻击及其隐蔽性
    2.4 攻击检测
        2.4.1 未知输入观测器设计
        2.4.2 观测器稳定性分析
        2.4.3 检测阈值
        2.4.4 攻击检测方法
    2.5 仿真验证
    2.6 本章小结
第3章 基于区间观测器的智能电网攻击检测与定位
    3.1 引言
    3.2 电网优化模型构建
    3.3 假数据注入攻击及其隐蔽性
        3.3.1 电力系统静态估计检测机制
        3.3.2 假数据注入攻击隐蔽性
    3.4 假数据注入攻击检测方法
        3.4.1 区间观测器设计
        3.4.2 区间观测器稳定性证明
        3.4.3 攻击检测方法
    3.5 假数据注入攻击定位方法
        3.5.1 区间观测器组
        3.5.2 逻辑定位矩阵
        3.5.3 基于区间观测器的攻击检测与定位算法
    3.6 仿真验证
        3.6.1 攻击检测方法的对比及其有效性
        3.6.2 单个传感器遭受攻击
        3.6.3 多个传感器遭受攻击
    3.7 本章小结
第4章 基于非线性区间观测器的智能电网攻击检测
    4.1 引言
    4.2 电网区域划分
    4.3 电网非线性模型构建
    4.4 攻击检测
        4.4.1 区间观测器设计
        4.4.2 区间观测器稳定性证明
        4.4.3 假数据注入攻击检测
    4.5 仿真验证
        4.5.1 区域划分
        4.5.2 仿真验证
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：4050346