[发明专利]一种基于参数估计的现代输电网虚假数据攻击方法

摘要

本发明公开了电力系统信息安全研究领域中的一种基于参数估计的现代输电网虚假数据攻击方法。本发明首先基于传统的电力系统状态估计理论构建了虚假数据攻击向量的优化模型，并采用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers，ADMM)求解该优化模型。针对攻击者面临掌握的电气参数存在误差、甚至不完整及量测数据中存在不良数据的问题，然后通过拉格朗日乘子法和增广状态估计法，实现对未知支路电纳的估计。最后通过虚假数据攻击向量的优化模型构建虚假数据攻击向量。本发明提高了虚假数据攻击的灵活性和有效性，同时也可以用于测试虚假数据攻击防御方法的效果，验证现代输电网应对虚假数据攻击的能力。

主权项

1.一种基于参数估计的现代输电网虚假数据攻击方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据拉格朗日乘子法和增广状态估计法计算未知参数支路的电纳；步骤2、根据下式计算雅克比矩阵Hx；式中，h(x,pe)表示与状态变量x和支路参数误差pe相关的非线性函数，Pij表示支路潮流，Pi表示母线的注入功率，θi表示母线i的相位，bij表示支路ij的电纳，Bii表示母线i的自导纳；步骤3、采用ADMM算法求解虚假数据攻击向量的优化模型，该模型如下所示，得到变量在相应位置补全0和1，得到次优攻击向量a_x；式中，定义受保护的量测点编号集合为P，未保护的量测点集合为表示l1‑范数，表示从矩阵中移除b_k后子矩阵，表示矩阵B中移除与集合P对应的列向量后的子矩阵，b_k表示矩阵B中的第k列列向量，其中B＝H(H^TH)^‑1H^T‑I，H表示观测雅克比矩阵，表示从向量中移除元素a(k)之后的向量，表示攻击向量a中与集合对应的元素构成的向量，a(k)表示向量a中的第k个元素；步骤4、注入虚假数据后量测数据zx＝z+ax，z表示未注入虚假数据时的原始量测数据。