电力信息物理系统中基于自适应卡尔曼滤波的动态负载变化攻击检测

张艾玲; 王后能; 廖小兵; 叶石丰

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202510004

武汉工程大学学报 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (3) : 335 -342. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202510004

电力信息物理系统中基于自适应卡尔曼滤波的动态负载变化攻击检测

张艾玲, 王后能, 廖小兵, 叶石丰

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

针对电力信息物理系统（CPPS）中负载端可能遭受动态负载变化攻击（D-LAA）的问题，分析了该攻击对电力系统运行产生的影响，并提出了基于状态估计器的攻击检测方法。首先以攻击者的视角基于比例积分控制器设计D-LAA，通过仿真验证了所提攻击模型能使受害负载的功率和发电机转子角频率产生更大的波动和偏移，且攻击用时更短。然后以防御者的视角设计状态估计器，针对卡尔曼滤波算法对噪声模型的统计性要求较高、攻击状态下估计误差增大的问题，设计了改进的自适应渐消因子卡尔曼滤波算法，该算法的渐消因子基于新息协方差估计值得到。最后基于状态估计结果提出攻击检测方法。仿真结果表明所提算法具有更高的估计精度和异常信号敏感度，检测方法能及时检测到攻击信号，为CPPS的安全稳定运行建立了防线。