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智能电网条件下针对电力系统状态估计的恶意攻击和防护措施 中国电科院 崔全胜 - 博 - 现代信号处理课程Presentation 2014.01.02 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 目 录 1. 电力系统的信息安全 2. 电力系统状态估计的概念 3. 针对电力系统状态估计的恶意攻击和防护措施 4. 讨论与思考 5. 参考文献 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 目 录 1. 电力系统的信息安全 2. 电力系统状态估计的概念 3. 针对电力系统状态估计的恶意攻击和防护措施 4. 讨论与思考 5. 参考文献 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实验室仿真: 攻击智能电表 图中,智能电表I测量电热壶VI的功率,智能电表II测量LED灯VII的功率,智能电表III测量总功率。可以从平板电脑上发起攻击,修改电表I,电表II的数据,但总和仍等于电表III的数据,这样绕过了功率守恒检测。智能电表采用modBus/TCP协议 [1]。 启示: 可以网络方式篡改智能电表数据,并且“骗过”某些系统级检测方法。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. FDIA攻击 FDIA(False Data Injection Attack) 是对智能电网最有威胁的攻击方式之一。这种攻击可能造成终端用户窃电,电力市场秩序被扰乱,电力系统错误调度和控制,甚至有可能造成大停电。 FDIA是一种信息-物理融合(cyber-physics)的攻击方式。一方面,攻击者应用网络黑客技术侵入电网的信息通信系统;另一方面,攻击者为了某种破坏目的,根据某种算法,确定应篡改哪些仪表的数据,并且使电力系统传统的坏数据检测算法检测不出这些虚假的恶意的量测数据。这要求攻击者不但具有黑客技术,而且具有电力系统知识(例如攻击者了解电力系统状态估计算法,掌握电网的相关配置数据)。 在智能电网的条件下,用户侧与电网侧之间有双向通信,这给FDIA攻击提供了可能。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 目 录 1. 电力系统的信息安全 2. 电力系统状态估计的概念 3. 针对电力系统状态估计的恶意攻击和防护措施 4. 讨论与思考 5. 参考文献 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 电力系统状态估计的概念 电力系统状态估计就是由量测量z(生数据)来估计电网的状态变量x(熟数据)。量测量一般为线路有功功率,线路无功功率,母线注入有功功率,母线注入无功功率等。状态变量为各个母线的电压和相角。 量测方程为:z = h(x) + e + b, z为量测向量,x为状态变量,h(x)为测量函数,e为随机误差,b为不良数据(大误差)。状态估计就是已知电力系统配置(由函数h()体现),根据量测z, 来估计状态变量x的过程,估计出的状态变量表示为 x^。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 直流状态估计算法 本例中,5条母线(开关站),5条线路,6个量测点(包括注入量测和线路潮流量测)。若
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