[发明专利]基于移动目标防御的电网防御方法、系统、设备及介质

权利要求书

1.一种基于移动目标防御的电网防御方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取电网的拓扑参数及量测值数据；

S2：根据电网预设的拓扑参数取值范围，在拓扑参数取值范围内随机取值作为防御拓扑参数，并设定电网内各设备的设定点，得到电网的移动目标防御方案；

S3：根据量测值数据及预设电网运行约束，检验移动目标防御方案；当校验通过时，进行S4；否则，返回S2；

S4：基于交流状态估计原理，根据预设的电网虚假系统状态，得到移动目标防御方案下电网的交流状态估计残差；当交流状态估计残差不小于预设阈值时，进行S5；否则，返回S2；

S5：根据移动目标防御方案进行电网的虚假数据注入攻击防御；

所述S4和S5之间还包括：

T1：获取电网内各设备的运行状态，根据拓扑参数、各设备的运行状态及移动目标防御方案，得到移动目标防御方案下电网的有功网损、节点边际电价变化量及设备调节量并加权叠加，得到移动目标防御方案下电网的防御成本；

T2：以防御成本最小为优化目标，以拓扑参数取值范围为限制优化防御拓扑参数，得到最优防御拓扑参数；当当前防御拓扑参数为最优防御拓扑参数时，进行S5；否则，采用最优防御拓扑参数更新移动目标防御方案，返回S3；

所述T1的具体方法为：

T101：获取电网各线路的当前有功功率及移动目标防御方案下的有功功率，得到各线路的有功功率损耗并叠加，得到有功网损；

T102：获取电网各节点的当前节点边际电价及移动目标防御方案下的节点边际电价，得到并加权叠加各节点的节点边际电价变化量，得到边际电价变化量；

T103：获取电网内各设备的运行状态，根据电网内各设备的运行状态及各设备的设定点，得到并加权叠加各设备调节量，得到设备调节量；

T104：加权叠加有功网损、边际电价变化量及设备调节量，得到移动目标防御方案的防御成本；

所述T2中以防御成本最小为优化目标，以拓扑参数取值范围为限制优化防御拓扑参数，得到最优防御拓扑参数的具体方法为：

以防御成本最小为优化目标，以拓扑参数取值范围为限制，通过进化计算法或梯度下降法优化防御拓扑参数，得到最优防御拓扑参数。

2.根据权利要求1所述的基于移动目标防御的电网防御方法，其特征在于，所述S3的具体方法为：

根据防御拓扑参数和量测值数据，计算电网在移动目标防御方案下的交流潮流分布及运行状态；当交流潮流分布及运行状态满足预设电网运行约束时，校验通过，进行S4；否则，校验不过，返回S2；

其中，预设电网运行约束包括电能供需平衡约束、各线路传输功率容量范围约束、各节点电压幅值范围约束以及各设备的设定点能力范围约束。

3.根据权利要求1所述的基于移动目标防御的电网防御方法，其特征在于，所述S4的具体方法为：

S401：根据电网的节点与线路，预设电网的虚假系统状态；

S402：将虚假系统状态代入电网的量测值非线性方程组，得到FDI攻击方案；

S403：根据移动目标防御方案更新电网的量测值非线性方程组，得到更新量测值非线性方程组；

S404：基于交流状态估计原理，根据虚假系统状态、FDI攻击方案及更新量测值非线性方程组，得到移动目标防御方案下电网的交流状态估计残差；

S405：当交流状态估计残差不小于预设阈值时，进行S5；否则，返回S2。

4.根据权利要求3所述的基于移动目标防御的电网防御方法，其特征在于，所述S404的具体方法为：

基于交流状态估计原理，根据虚假系统状态、FDI攻击方案及更新量测值非线性方程组，通过下式得到移动目标防御方案下电网的交流状态估计残差r：

其中，x_a为虚假系统状态，h(.)为量测值非线性方程组，h(x_a)为FDI攻击方案，h₁(.)为更新量测值非线性方程组，H₁为更新量测值非线性方程组的雅可比矩阵，I为单位矩阵，R为电网各量测值的方差矩阵。