基于电力网络结构错误辨识的虚假数据注入攻击研究

摘要

电力数据采集与监控（supervisory control and data acquisition,SCADA）系统在进行状态估计（state estimation,SE）之前，需要根据开关状态进行接线分析，确定网络拓扑结构。实际电网中，存在遥信和遥测互相矛盾的情况，一般通过网络结构错误辨识确保其准确性。然而，常用的辨识方法存在漏洞，一旦量测被攻击者精心操纵将导致网络结构辨识错误。在此场景下，提出一种针对网络结构的虚假数据注入攻击（topology false data injection attack,T-FDIA）方法：基于参数估计原理设计了两个攻击模型，通过人为制造遥信和遥测的矛盾，触发并误导网络结构错误辨识，导致目标线路参数或遥信出错，影响后续调度决策动作。算例验证了T-FDIA的可行性和隐蔽性，与传统虚假数据注入攻击（false data injection attack,FDIA）相比，T-FDIA能用更小的攻击代价造成更多的切负荷量，可为电力网络安全防护提供一定的参考价值。

关键词

电力数据采集与监控 / 状态估计 / 网络结构错误辨识 / 虚假数据注入攻击 / 电力网络安全

基金资助

中央高校基本科研业务费学科交叉创新专项资金资助项目(2023JC008)