[发明专利]一种配电网负载重分配攻击检测方法、装置、设备和介质

说明书

本发明公开了一种配电网负载重分配攻击检测方法、装置、设备和介质，在配电网实施无功补偿的过程中进行交流状态估计与不良数据检测，每进行一个节点的无功调节进行一次不良数据检测，检验状态估计残差是否超出阈值，此处阈值根据系统量测误差与检测要求进行设定。同时本发明提出在各馈线进行无功调整的同时进行馈线交流状态估计，检验状态估计残差是否超出阈值以缩小攻击的检测范围，判断馈线上是否存在负载重分配攻击。无需投入特定的检测设备如相量测量单元，仅需利用已有的无功补偿装置以及不良数据检测器即可完成对负载重分配攻击的检测。

技术领域

本发明属于电网安全防御技术领域，具体涉及一种配电网负载重分配攻击检测方法、装置、设备和介质。

背景技术

随着配电网自动化的发展，配电网的信息物理融合特征越来越明显，越来越多的传感器与通讯设备被部署在配电网各个部分。随着大量数据的融入，信息安全对于配电网稳定运行的重要性越来越凸显。监测和数据采集系统与远程终端系统交换测量、控制信息，这些包含着电力系统特征的信息的传递依赖着网络技术。过去大量针对电力系统信息物理融合特征的研究已经确定了电力系统在各个层面上的一些漏洞。这些漏洞一旦被利用来破坏电力系统，将会造成严重的损失。

可以绕过系统不良数据检测的虚假数据注入攻击最早在2009年被提出。该攻击假设攻击者能获取当前电力系统拓扑结构与配置信息,并具有篡改电表量测值的能力.攻击者通过精心构造虚假电力量测数据,绕过电力系统的错误数据检验,并诱导电力系统状态估计对系统状态值产生错误估计。

负载重分配攻击是虚假数据注入攻击的一种，最早在2011年被提出。该攻击对修改传感器数据加以限制，约束包括:发电机量测值不可修改；电网中零注入节点的功率不可被修改(零注入节点不与任意负载或发电机相连)；负载量测值可被修改；传输线潮流量测值可被修改。由于配电网负荷波动较大，负载重分配攻击应用于配电网时很容易误导防御者做出错误的决策进而造成某些线路过载甚至断线。

针对负载重分配攻击的检测策略主要采用博弈论或者数据驱动的思路，通过对数据库历史数据的分析采用复制神经网络、支持向量机以及邻近算法等进行判识和定位。这些方法抛弃了传统状态估计的作用且需要大量的数据作为支撑不具有实时性。此外也有学者提出基于相量测量单元的检测辨识方法，但是这种方法需要布置大量的相量测量单元，成本较高，主要用于输电网，在配网中不适用。

配电网无功优化的主要目的根据具体需求各有侧重，一方面从经济性角度出发考虑全网有功损耗最小或考虑综合经济效益最高。另一方面从供电质量出发，考虑系统安全性和稳定性，以节点电压偏离规定值最小或者电压稳定裕度最大为优化目标。这些目标忽略了无功优化过程中配电网结构参数变化对状态估计的影响。合理利用无功优化所造成的结构参数变化可对负载重分配攻击的检测带来启示。

结合配电网状态估计与无功优化开发一种负载重分配攻击的检测方法是有必要的。

发明内容

本发明提供了一种配电网负载重分配攻击检测方法一种配电网负载重分配攻击检测方法、装置、设备和介质，提供一种成本低，灵敏度高，实施难度小的负载重分配攻击检测方法。

为达到上述目的，本发明所述一种配电网负载重分配攻击检测方法，在配电网实施无功补偿的过程中进行交流状态估计与不良数据检测，每进行一个节点的无功调节时进行一次不良数据检测，检验状态估计残差是否超出阈值，检测馈线上是否存在负载重分配攻击。

进一步的，包括以下步骤：

步骤1，建立系统交流状态估计模型以及各条馈线的交流状态估计模型；

步骤2，根据系统交流状态估计模型建立整个配电网系统不良数据检测器，根据各条馈线的交流状态估计模型建立各条馈线的不良数据检测器；

步骤3，利用配电网系统结构参数以及运行状态数据求出无功优化策略，即配备电容投切电容器组的节点所需投入或切除的电容器容量；