网络攻击威胁下电力系统脆弱性分析模型与方法

发布时间：2017-04-02 05:02

  本文关键词：网络攻击威胁下电力系统脆弱性分析模型与方法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电力系统担负着为社会各行各业提供电能的重要责任,它能否安全可靠地运行直接关系到经济民生,因此需要保证其运行的稳定性和可靠性。近年来随着智能电网技术,信息技术和军事技术的发展,电力系统二次系统受到网络攻击的可能性越来越大。相对于随机网络攻击,恶意网络攻击对电力系统造成的威胁更大,因此,分析网络攻击威胁下电力系统脆弱性具有重要的理论意义和实际价值。论文首先介绍了电力系统网络攻击产生背景、研究方法以及电力系统二次系统在网络攻击下表现出的主要特点和研究成果。接着介绍了错误数据注入(False Data Injection, FDI)攻击原理和机制。在此基础上,提出了电力系统恶意网络攻击双层优化模型,上下层模型分别描述了网络攻击方和电力系统调度运行人员的行为特点。上层模型中,网络攻击方在有限的资源条件下对电力系统测量数据展开攻击,其目的是寻找最优攻击方案使得对电力系统的攻击效果最大；而在下层模型中,状态估计器对受攻击后的测量数据进行处理后得到熟数据,电力系统调度运行人员根据熟数据优化调度电力系统的运行,在试图保证电力系统安全的前提下,提高系统运行经济性。针对双层优化模型的复杂性,论文提出适合求解该模型的遗传算法、最小二乘法和非线性最优潮流相结合的混合优化算法,该混合优化算法在采用遗传算法解决网络攻击优化问题的同时,将最小二乘法和非线性最优潮流嵌入到遗传算法中,分别求解电力系统状态估计问题和电力系统最优调度问题。最后经过算例仿真验证了模型和方法的有效性。
【关键词】：双层优化模型 网络攻击 电力系统脆弱性 遗传算法 状态估计 最优潮流
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727;TP393.08
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 电力系统脆弱性研究背景概述11-13
• 1.2.1 基于复杂网络分析方法的电力系统脆弱性研究12
• 1.2.2 基于脆弱性指标方法的电力系统脆弱性的研究12-13
• 1.2.3 基于概率统计及电力系统管理机制的电力系统脆弱性研究13
• 1.3 网络攻击威胁下电力系统脆弱性研究现状13-15
• 1.3.1 小结15
• 1.4 论文主要研究内容15-17
• 第2章 针对电力系统网络攻击的双层优化模型17-26
• 2.1 电力系统网络攻击机制17-20
• 2.1.1 网络攻击机制的复杂性17-18
• 2.1.2 错误数据注入攻击18-20
• 2.2 网络攻击双层优化模型20-26
• 2.2.1 一般双层优化模型20-21
• 2.2.2 电力系统FDI攻击双层优化模型21-26
• 第3章 针对电力系统网络攻击模型求解方法26-38
• 3.1 网络攻击混合优化算法26-27
• 3.2 遗传算法27-31
• 3.3 状态估计求解方法31-35
• 3.4 最优潮流求解算法35-36
• 3.5 小结36-38
• 第4章 电力系统FDI攻击问题算例分析38-49
• 4.1 算例说明38
• 4.2 3 节点算例38-39
• 4.3 IEEE30节点算例39-48
• 4.3.1 加权残差和约束对FDI优化攻击的影响42-45
• 4.3.2 资源约束对FDI优化攻击和随机攻击的影响45-48
• 4.4 小结48-49
• 第5章 结论与展望49-50
• 5.1 总结49
• 5.2 展望49-50
• 参考文献50-53
• 致谢53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 卢锦玲;朱永利;;基于暂态能量裕度的电力系统脆弱性评估[J];电工技术学报;2010年06期

2 古浩原;崔建强;杨浩;赵虎;;电力系统状态估计算法的综合分析[J];电气开关;2013年06期

  本文关键词：网络攻击威胁下电力系统脆弱性分析模型与方法，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：281888