基于圖論分析的智能電網(wǎng)信息攻擊入侵檢測研究.pdf

1、隨著嵌入式技術(shù)、傳感技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)化控制的迅速發(fā)展，融合計(jì)算處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與物理控制于一身的智能電網(wǎng)系統(tǒng)引起廣泛關(guān)注。該電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大量的結(jié)構(gòu)不確定性與設(shè)備不可靠性可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為保障電網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠的正常運(yùn)行，本文基于圖論分析，對電網(wǎng)系統(tǒng)的攻擊干擾問題進(jìn)行了可檢測性研究。通過設(shè)計(jì)攻擊檢測與判斷等算法，從圖論角度分析并解決了電網(wǎng)攻擊導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性缺陷問題，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)安全性與可靠性。
　　首先，針對電網(wǎng)系統(tǒng)受到攻擊時所

2、隱藏的結(jié)構(gòu)缺陷問題，提出了電網(wǎng)攻擊缺陷消除策略。通過分析電網(wǎng)結(jié)構(gòu)定向圖提出一系列性質(zhì)，基于電網(wǎng)定向圖的結(jié)構(gòu)性質(zhì)特征，構(gòu)建算法來獲得攻擊檢測輸出的位置以確保電網(wǎng)系統(tǒng)的左可逆性與可觀測性。另外，提出電網(wǎng)結(jié)構(gòu)缺陷判斷算法來判斷已設(shè)置攻擊輸入與檢測輸出的電網(wǎng)系統(tǒng)中是否存在結(jié)構(gòu)缺陷，即系統(tǒng)攻擊的能否可檢測問題。
　　其次，考慮到電網(wǎng)系統(tǒng)中所存在的不可檢測攻擊的缺陷，在解決缺陷的基礎(chǔ)上提出了分布式攻擊檢測與定位算法。首先定義連通環(huán)的新概念，并

3、基于此定義設(shè)計(jì)了電網(wǎng)定向圖分解算法，隨后在分解定向圖基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出分布式檢測與定位的算法來對復(fù)雜電網(wǎng)中可能存在的攻擊進(jìn)行分布檢測與簡單定位，同時避免不可檢測攻擊的存在。應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證了該算法的有效性與可行性。
　　最后，針對電網(wǎng)系統(tǒng)中可能存在的多種攻擊入侵，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了動靜態(tài)檢測方法來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)整體觀測。采用設(shè)置功率測量點(diǎn)方法實(shí)現(xiàn)靜態(tài)檢測，即通過在電網(wǎng)總線間加入檢測點(diǎn)來檢測電網(wǎng)系統(tǒng)中的總線角度與電壓。利用相量測量裝置對發(fā)電機(jī)的狀態(tài)