智能电网数据完整性攻击的防御方法研究
发布时间：2021-01-26 09:33
随着智能电网进一步发展和能源互联网概念的提出,电力系统与通信网络结合愈发紧密,可能受到的网络攻击种类日益增多。数据完整性攻击由最初的假数据攻击发展而来,可以篡改由数据终端采集到的测量信息,破坏测量数据的完整性,对智能电网安全运行造成重大影响。新型数据完整性攻击所需资源更少,隐蔽性更高,更加地难以防范。因此研究数据完整性攻击的检测和防御方法,对保证智能电网的安全稳定运行具有非常重要的意义。论文考虑非线性动态状态估计的数据完整性攻击,采用基于CNN-GRU（卷积神经网络-门控单元）的混合神经网络的深度学习方法对数据完整性攻击进行检测,并将改进生成对抗网络的方法用于防御数据完整性攻击,设计了一种智能电网数据完整性攻击防御模型。具体工作如下:1、以智能电网中数据完整性攻击构造的研究现状,数据完整性攻击检测和防御研究现状为基础,并根据电力系统状态估计原理和传统数据完整性攻击原理,研究分析了基于非线性状态估计和基于动态状态估计的两种数据完整性攻击构造方法。2、针对电力系统数据量的急剧增大的问题,传统的浅层机器学习算法在检测性能上明显下降,论文提出一种基于CNN-GRU混合神经网络的数据完整性攻击检...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数据完整性攻击构造研究现状
1.2.2 数据完整性攻击检测研究现状
1.2.3 数据完整性攻击防御研究现状
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文组织架构
第2章 数据完整性攻击的模型及构造方法
2.1 传统数据完整性攻击原理
2.1.1 电力系统状态估计
2.1.2 具有完整拓扑信息的攻击模型
2.1.3 具有不完整拓扑信息的攻击模型
2.2 新型数据完整性攻击分析
2.2.1 基于非线性状态估计的数据完整性攻击方式
2.2.2 基于动态状态估计的数据完整性攻击方式
2.3 本章小结
第3章 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测方法
3.1 智能电网数据完整性攻击检测方法研究
3.1.1 传统检测方法原理分析
3.1.2 深度学习方法检测数据完整性攻击的适用性分析
3.2 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测模型
3.2.1 模型的定义结构
3.2.2 CNN-GRU网络设计
3.3 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测方法与实现
3.3.1 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测流程
3.3.2 评价指标
3.4 实验结果与分析
3.4.1 不同攻击强度下检测实验
3.4.2 不同方法检测性能对比实验
3.4.3 不同时间间隔的检测性能对比
3.5 本章小结
第4章 基于WGAN的数据完整性攻击防御方法
4.1 基于WGAN的数据完整性攻击防御方法
4.1.1 WGAN网络设计
4.1.2 数据完整性攻击防御方法分析
4.2 数据完整性攻击防御机制的设计与实现
4.2.1 基于WGAN的数据完整性攻击防御机制
4.2.2 智能电网数据完整性攻击防御模型
4.3 实验结果与分析
4.3.1 实验设置
4.3.2 不同攻击强度下电压幅值与相角值实验
4.3.3 防御机制性能实验
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于核主成分分析的智能电网盲在线虚假数据注入攻击[J]. 李元诚,邱日轩,曾婧. 电网技术. 2018(07)
[2]基于鲁棒主成分分析的智能电网虚假数据注入攻击[J]. 田继伟,王布宏,尚福特. 计算机应用. 2017(07)
[3]智能电网信息安全风险分析[J]. 李敏,王刚,石磊,高冉馨. 华北电力技术. 2017(01)
[4]智能电网信息安全防御体系与信息安全测试系统构建 乌克兰和以色列国家电网遭受网络攻击事件的思考与启示[J]. 李中伟,佟为明,金显吉. 电力系统自动化. 2016(08)
[5]乌克兰事件的启示:防范针对电网的虚假数据注入攻击[J]. 赵俊华,梁高琪,文福拴,董朝阳. 电力系统自动化. 2016(07)
[6]电力系统不良数据检测与辨识方法的现状与发展[J]. 刘莉,翟登辉,姜新丽. 电力系统保护与控制. 2010(05)
本文编号：3000877
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数据完整性攻击构造研究现状
1.2.2 数据完整性攻击检测研究现状
1.2.3 数据完整性攻击防御研究现状
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文组织架构
第2章 数据完整性攻击的模型及构造方法
2.1 传统数据完整性攻击原理
2.1.1 电力系统状态估计
2.1.2 具有完整拓扑信息的攻击模型
2.1.3 具有不完整拓扑信息的攻击模型
2.2 新型数据完整性攻击分析
2.2.1 基于非线性状态估计的数据完整性攻击方式
2.2.2 基于动态状态估计的数据完整性攻击方式
2.3 本章小结
第3章 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测方法
3.1 智能电网数据完整性攻击检测方法研究
3.1.1 传统检测方法原理分析
3.1.2 深度学习方法检测数据完整性攻击的适用性分析
3.2 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测模型
3.2.1 模型的定义结构
3.2.2 CNN-GRU网络设计
3.3 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测方法与实现
3.3.1 基于CNN-GRU的数据完整性攻击检测流程
3.3.2 评价指标
3.4 实验结果与分析
3.4.1 不同攻击强度下检测实验
3.4.2 不同方法检测性能对比实验
3.4.3 不同时间间隔的检测性能对比
3.5 本章小结
第4章 基于WGAN的数据完整性攻击防御方法
4.1 基于WGAN的数据完整性攻击防御方法
4.1.1 WGAN网络设计
4.1.2 数据完整性攻击防御方法分析
4.2 数据完整性攻击防御机制的设计与实现
4.2.1 基于WGAN的数据完整性攻击防御机制
4.2.2 智能电网数据完整性攻击防御模型
4.3 实验结果与分析
4.3.1 实验设置
4.3.2 不同攻击强度下电压幅值与相角值实验
4.3.3 防御机制性能实验
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于核主成分分析的智能电网盲在线虚假数据注入攻击[J]. 李元诚,邱日轩,曾婧. 电网技术. 2018(07)
[2]基于鲁棒主成分分析的智能电网虚假数据注入攻击[J]. 田继伟,王布宏,尚福特. 计算机应用. 2017(07)
[3]智能电网信息安全风险分析[J]. 李敏,王刚,石磊,高冉馨. 华北电力技术. 2017(01)
[4]智能电网信息安全防御体系与信息安全测试系统构建 乌克兰和以色列国家电网遭受网络攻击事件的思考与启示[J]. 李中伟,佟为明,金显吉. 电力系统自动化. 2016(08)
[5]乌克兰事件的启示:防范针对电网的虚假数据注入攻击[J]. 赵俊华,梁高琪,文福拴,董朝阳. 电力系统自动化. 2016(07)
[6]电力系统不良数据检测与辨识方法的现状与发展[J]. 刘莉,翟登辉,姜新丽. 电力系统保护与控制. 2010(05)
本文编号：3000877
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3000877.html
