[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

说明书

本发明属于电网攻击防御技术领域，公开了一种基于移动目标防御的电网防御方法、系统、设备及介质，包括：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：通过移动目标防御方案进行电网的虚假数据注入攻击防御。提升了移动目标防御方案的实用性。

技术领域

本发明属于电网攻击防御技术领域，涉及一种基于移动目标防御的电网防御方法、系统、设备及介质。

背景技术

随着电力信息通信技术的发展与应用，能量流与信息流深度融合，共同作用于电网的状态感知与控制决策。然而，开放的通信环境与复杂的信息物理交互过程，使得网络攻击成为影响智能电网安全稳定运行的重要因素之一。虚假数据注入(False datainjection,FDI)攻击因其隐蔽性和强大的破坏力引起学术界与工业界广泛的关注。攻击者利用电网的信息计算出符合物理规律但与实际值不同的电力仪表量测值，并将这些计算值注入到实时量测值中；成功的虚假数据注入攻击可以绕过不良数据检测，误导系统对当前运行状态的估计，导致系统操作者做出错误的决策，造成经济损失。如何检测系统是否受到FDI攻击，对于电网的正常运行有十分重要的意义。

针对以上问题，有研究者提出了移动目标防御方法，用以主动地检测系统是否正在遭受FDI攻击。攻击者在构建FDI攻击方案时，需要用到电网的拓扑结构与参数；移动目标防御通过调整分布式柔性交流输电(Distributed flexible AC transmission system,D-FACTS)设备的设定点改变系统的拓扑参数，使得攻击者对电网的了解过时，从而使得FDI攻击失去隐蔽性并被电网状态估计系统中的不良数据检测模块发现。但是，移动目标防御可能会使电网的稳态工作点偏离其最佳状态，从而影响系统运行的经济性和可靠性。因此，分析移动目标防御检测FDI攻击的能力，并在确保移动目标防御检测效率的同时，优化系统运行的经济性是非常重要的。研究论文《Enhanced Hidden Moving Target Defense inSmart Grids》，公开了一种基于执行移动目标防御前后电网量测矩阵H的检测能力分析方法，然而，上述方法中对于检测能力的分析都基于线性的直流状态估计，不完全适用于实际电网中使用的交流状态估计，导致移动目标防御方案的实用性不强。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，移动目标防御方案的实用性不强的缺点，提供一种基于移动目标防御的电网防御方法、系统、设备及介质。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明第一方面，一种基于移动目标防御的电网防御方法，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。

本发明基于移动目标防御的电网防御方法进一步的改进在于：

所述S3的具体方法为：