智能電網(wǎng)虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測.pdf

1、信息化的逐步深入，使得各種國家和政府特殊部門的基礎(chǔ)設(shè)施均受到影響，包括金融網(wǎng)、電力網(wǎng)、通信網(wǎng)等。電力系統(tǒng)是重要的國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定運行關(guān)系到國家安全和社會安定。電力系統(tǒng)的控制中心根據(jù)電網(wǎng)運行狀態(tài)實時發(fā)出相應(yīng)的命令，保證電網(wǎng)的正常運行。虛假數(shù)據(jù)注入攻擊是近年出現(xiàn)的一種新型攻擊方式，它可以躲避控制中心傳統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)的檢測，改變系統(tǒng)狀態(tài)估計結(jié)果，誤導(dǎo)控制中心做出錯誤的決策。針對這種惡意攻擊的防御和檢測的研究還處于初步階段，尤其是分布

2、式系統(tǒng)中的研究更是不足。因此，在智能電網(wǎng)環(huán)境下，研究分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測方法，具有十分重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　本文主要研究了分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測。首先為了給后續(xù)的攻擊檢測提供良好的系統(tǒng)環(huán)境，對電力系統(tǒng)的分區(qū)進行深入研究，提出改進的分區(qū)算法，考慮節(jié)點相似性以及安全控制與保密政策等，完成最優(yōu)分區(qū)。接著研究了虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的原理，以及量測數(shù)據(jù)的預(yù)處理——狀態(tài)估計，為了改善算法參數(shù)對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的自適

3、應(yīng)，進一步提高算法輸出的精度和收斂速度等，提出了自適應(yīng)的分布式狀態(tài)估計算法，得到精度更高的狀態(tài)估計值，更利于不良數(shù)據(jù)的檢測。分析了傳統(tǒng)的幾種壞數(shù)據(jù)檢測方法，為了進一步有效檢測虛假數(shù)據(jù)注入攻擊，以節(jié)點狀態(tài)變量的馬可夫圖與電力系統(tǒng)功率的拓撲結(jié)構(gòu)一致為基礎(chǔ)，提出分布式結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)算法和自適應(yīng)分布式結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)算法，學(xué)習(xí)馬可夫圖并與拓撲結(jié)構(gòu)進行匹配來判斷系統(tǒng)是否受到虛假數(shù)據(jù)注入攻擊。還提出了針對虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的檢測報警機制。最后通在IEEE14-bu