智能電網(wǎng)中不良數(shù)據(jù)檢測(cè)和分布式狀態(tài)估計(jì)研究.pdf

1、智能電網(wǎng)是建立在先進(jìn)的通信、計(jì)算、傳感和控制技術(shù)上的，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可靠、安全、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)時(shí)可控可通信等等目標(biāo)的未來(lái)電力網(wǎng)絡(luò)。它充分整合了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設(shè)備，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)，相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠提供更豐富的實(shí)時(shí)性、精確性、智能化服務(wù)與管理。
　　然而，智能電網(wǎng)中電力網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的緊密結(jié)合也會(huì)帶來(lái)額外的潛在安全隱患。攻擊者可以通過(guò)智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的漏洞構(gòu)造信息-物理攻擊方法入侵智能電

2、網(wǎng)，此外，從通信角度考慮，傳統(tǒng)控制中心模式的集中式狀態(tài)估計(jì)在電網(wǎng)規(guī)模較大時(shí)存在潛在的可靠性問(wèn)題。論文針對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)篡改攻擊，設(shè)計(jì)提高不良數(shù)據(jù)檢測(cè)精度的安全防御機(jī)制，并針對(duì)集中式狀態(tài)估計(jì)存在的缺點(diǎn)，提出了基于安全性的分布式狀態(tài)估計(jì)算法，具體研究成果簡(jiǎn)述如下：
　　智能電網(wǎng)中基于累積和算法的對(duì)數(shù)似然比率不良數(shù)據(jù)檢測(cè)機(jī)制設(shè)計(jì)。本文針對(duì)智能電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)篡改攻擊設(shè)計(jì)了檢測(cè)機(jī)制，首先我們對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和數(shù)據(jù)注入攻擊下?tīng)顟B(tài)向量值分布進(jìn)

3、行了二元假設(shè)，之后對(duì)于潛在數(shù)據(jù)攻擊下的系統(tǒng)狀態(tài)分布進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，從而具體得出每一時(shí)刻兩種假設(shè)發(fā)生的比例，最后我們對(duì)歷史時(shí)刻兩種假設(shè)發(fā)生的可能性進(jìn)行對(duì)數(shù)加和并對(duì)比，作出系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的假設(shè)檢驗(yàn)，數(shù)值仿真證明該算法可以有效抵御數(shù)據(jù)篡改攻擊。
　　基于安全性的分布式狀態(tài)估計(jì)算法設(shè)計(jì)。本文對(duì)現(xiàn)有集中式狀態(tài)估計(jì)算法進(jìn)行了優(yōu)化，電力系統(tǒng)被分割為若干個(gè)彼此之間互相通信的子系統(tǒng)，每一子系統(tǒng)不斷獲取其他子系統(tǒng)信息并與自身當(dāng)前時(shí)刻本地狀態(tài)估計(jì)值相融合，

4、最終得出整個(gè)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的全局信息。在通信過(guò)程中，每一子系統(tǒng)首先根據(jù)鄰居子系統(tǒng)量測(cè)殘差對(duì)其信息可靠性進(jìn)行判斷，并自適應(yīng)調(diào)節(jié)鄰居節(jié)點(diǎn)信息在信息融合中的權(quán)重。數(shù)據(jù)仿真證明各子系統(tǒng)能夠完成對(duì)全局估計(jì)信息的獲取，并能排除受入侵的子系統(tǒng)的惡意數(shù)據(jù)值。
　　迭代擴(kuò)展分區(qū)檢測(cè)智能電網(wǎng)中不良數(shù)據(jù)算法設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)異常情況較少發(fā)生的場(chǎng)景下，操作者對(duì)量測(cè)值和狀態(tài)估計(jì)值建立離散時(shí)間序列，之后對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展分區(qū)觀測(cè)。在每一步觀測(cè)過(guò)程中，系統(tǒng)可能