应对虚假数据注入攻击的新型电力系统移动目标防御研究现状与展望

摘要

随着能源网络与信息网络的深度耦合，能源系统对自身的感知和控制能力显著提升。然而，这一耦合也使信息层面的攻击能够蔓延至物理层，增加了电力系统面临的安全威胁。虚假数据注入攻击（FDIA）是其中常见且具有破坏性的攻击形式，针对FDIA的防御策略已成为研究的焦点。面向电力系统的安全防护，移动目标防御（MTD）通过主动动态改变电力系统状态，使攻击者掌握的系统信息部分或完全失效，进而增强FDIA的检测能力。因此，本文探讨MTD作为主动防御策略在新型电力系统中的应用。首先，介绍电力信息物理系统主动防御技术的发展趋势、MTD的概念及起源、电力系统MTD的基本原理。随后，系统梳理现有电力系统领域的MTD研究，总结MTD实施的完备性分析、一般策略和特殊策略；分析其具体实施策略，包括线路电抗扰动、传感器增益扰动等。现有研究集中于传统输电网络，难以适应新型电力系统发展。针对这一现状，本文重点分析MTD在新型电力系统中的应用潜力；进而，基于新型电力系统发、输、配、用各环节的特点，详细探讨MTD的具体实施策略。最后，结合新型电力系统的复杂性及现有技术的局限性，总结新型电力系统MTD技术所面临的挑战。本研究强调MTD在提升电力系统安全性方面的重要作用及其在新型电力系统中的广阔应用前景，为未来智能电网和多能互联场景下的MTD技术发展提供了参考框架。

关键词

新型电力系统 / 虚假数据注入攻击 / 移动目标防御 / 信息物理系统 / 多能互联