智能電網(wǎng)中不良數(shù)據(jù)檢測和分布式狀態(tài)估計研究.pdf

1、智能電網(wǎng)是建立在先進的通信、計算、傳感和控制技術(shù)上的，以信息化、自動化、互動化為特征，以實現(xiàn)電網(wǎng)可靠、安全、高效、經(jīng)濟、實時可控可通信等等目標的未來電力網(wǎng)絡。它充分整合了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設備，現(xiàn)代計算機技術(shù)及通信技術(shù)，相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠提供更豐富的實時性、精確性、智能化服務與管理。
　　然而，智能電網(wǎng)中電力網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的緊密結(jié)合也會帶來額外的潛在安全隱患。攻擊者可以通過智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的漏洞構(gòu)造信息-物理攻擊方法入侵智能電

2、網(wǎng)，此外，從通信角度考慮，傳統(tǒng)控制中心模式的集中式狀態(tài)估計在電網(wǎng)規(guī)模較大時存在潛在的可靠性問題。論文針對電力網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)篡改攻擊，設計提高不良數(shù)據(jù)檢測精度的安全防御機制，并針對集中式狀態(tài)估計存在的缺點，提出了基于安全性的分布式狀態(tài)估計算法，具體研究成果簡述如下：
　　智能電網(wǎng)中基于累積和算法的對數(shù)似然比率不良數(shù)據(jù)檢測機制設計。本文針對智能電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)篡改攻擊設計了檢測機制，首先我們對系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)和數(shù)據(jù)注入攻擊下狀態(tài)向量值分布進

3、行了二元假設，之后對于潛在數(shù)據(jù)攻擊下的系統(tǒng)狀態(tài)分布進行參數(shù)估計，從而具體得出每一時刻兩種假設發(fā)生的比例，最后我們對歷史時刻兩種假設發(fā)生的可能性進行對數(shù)加和并對比，作出系統(tǒng)運行狀態(tài)的假設檢驗，數(shù)值仿真證明該算法可以有效抵御數(shù)據(jù)篡改攻擊。
　　基于安全性的分布式狀態(tài)估計算法設計。本文對現(xiàn)有集中式狀態(tài)估計算法進行了優(yōu)化，電力系統(tǒng)被分割為若干個彼此之間互相通信的子系統(tǒng)，每一子系統(tǒng)不斷獲取其他子系統(tǒng)信息并與自身當前時刻本地狀態(tài)估計值相融合，

4、最終得出整個電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的全局信息。在通信過程中，每一子系統(tǒng)首先根據(jù)鄰居子系統(tǒng)量測殘差對其信息可靠性進行判斷，并自適應調(diào)節(jié)鄰居節(jié)點信息在信息融合中的權(quán)重。數(shù)據(jù)仿真證明各子系統(tǒng)能夠完成對全局估計信息的獲取，并能排除受入侵的子系統(tǒng)的惡意數(shù)據(jù)值。
　　迭代擴展分區(qū)檢測智能電網(wǎng)中不良數(shù)據(jù)算法設計。在系統(tǒng)異常情況較少發(fā)生的場景下，操作者對量測值和狀態(tài)估計值建立離散時間序列，之后對整個電力系統(tǒng)進行擴展分區(qū)觀測。在每一步觀測過程中，系統(tǒng)可能