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基于CBAM-CNN的CPS负荷重分配攻击检测定位方法设计
1
作者
陆玲霞
马朝祥
+1 位作者
闫旻睿
于淼
《实验技术与管理》
北大核心
2025年第6期78-89,共12页
负荷重分配攻击是一种特殊的虚假信息注入攻击。对于电力信息物理系统,基于模型的方法难以检测定位多类型负荷重分配攻击,且针对多类型负荷重分配攻击的数据驱动检测定位方法研究较少。为此,设计了一种以双层规划模型为基础的,基于带卷...
负荷重分配攻击是一种特殊的虚假信息注入攻击。对于电力信息物理系统,基于模型的方法难以检测定位多类型负荷重分配攻击,且针对多类型负荷重分配攻击的数据驱动检测定位方法研究较少。为此,设计了一种以双层规划模型为基础的,基于带卷积注意力模块神经网络的负荷重分配攻击定位检测方法。首先对电力信息物理系统中的信息系统进行建模,总结得到三种信息侧负荷重分配攻击行为。随后建立考虑攻击者和调度中心管理者博弈关系的双层规划模型,针对不同攻击场景生成负荷重分配攻击数据集。为了检测定位不同类型的攻击,将所研究问题转化为多标签分类问题,利用卷积神经网络的卷积结构特性挖掘并学习具有稀疏标签数据的邻域信息,引入卷积注意力模块,从通道信息和空间信息两个角度增强网络对于重点信息的学习能力,改善了网络漏判率较高的问题,提高了网络检测定位性能。在38节点电力信息物理系统算例上进行仿真实验,验证了所提方法的有效性。与对比方法相比,所提方法对于三种攻击类型都有较低的误判率和漏判率,检测定位性能更加出色。
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关键词
电力信息物理系统
负荷重分配攻击
双层规划模型
数据驱动
卷积注意力模块
卷积神经网络
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职称材料
基于LOF和数据时空特征的异常锂电池实时检测
2
作者
刘怡青
王浩
+3 位作者
陆玲霞
李昊展
闫旻睿
于淼
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第10期3968-3981,共14页
储能系统中的电池模组运行状态复杂,准确识别异常锂电池对于系统的安全性和稳定性至关重要。针对传统异常检测方法存在的实时性不足和对异常样本依赖性强等问题,本工作提出一种融合局部离群因子与电池运行数据时空特征的无监督异常检测...
储能系统中的电池模组运行状态复杂,准确识别异常锂电池对于系统的安全性和稳定性至关重要。针对传统异常检测方法存在的实时性不足和对异常样本依赖性强等问题,本工作提出一种融合局部离群因子与电池运行数据时空特征的无监督异常检测方法。该方法充分考虑了电池模组内的单体一致性和运行数据的变化,无需预训练即可实现高效、实时且准确的异常锂电池识别。具体包括:设计基于Cornish-Fisher展开式的分布校正方法以计算自适应阈值;采用滑动窗口机制对储能电站采集的连续数据流进行分段处理,构建动态数据片段,以提升模型对突发异常的响应能力;利用LOF算法对窗口内的时序数据进行局部密度分析,识别密度显著偏低的离群点,实现无监督异常检测。数据集3920~3960时间段的异常检测对比实验结果表明,本方法相较于Kmeans聚类、隔离森林、香农熵、自编码器等方法,准确识别出了异常的电池155和电池364,检测结果与人工标注完全一致,未出现任何误报或漏检,且所需检测时间最短(平均0.0106 s),展现出优异的通用性与工程适应性。
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关键词
锂离子电池
异常检测
局部异常因子
滑动窗口
实时监控
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职称材料
针对信息攻击的含风电接入微电网信息物理系统脆弱性评估
被引量：
1
3
作者
闫旻睿
于淼
+1 位作者
万克厅
齐冬莲
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2024年第24期88-100,共13页
随着微电网信息化和智能化水平提升,恶意信息攻击对微电网安全稳定运行的威胁也更加严重。相比于配电网,微电网系统规模小,可再生能源渗透率高、调节能力弱,故面对信息攻击时也更加脆弱。为针对信息攻击分析微电网信息物理系统的脆弱性...
随着微电网信息化和智能化水平提升,恶意信息攻击对微电网安全稳定运行的威胁也更加严重。相比于配电网,微电网系统规模小,可再生能源渗透率高、调节能力弱,故面对信息攻击时也更加脆弱。为针对信息攻击分析微电网信息物理系统的脆弱性,首先,建立了考虑控制策略与可再生能源出力不确定性的微电网物理侧模型和基于数据流的考虑信息攻击的信息侧模型。其次,为分析信息攻击,建立了攻击方法-攻击对象关联矩阵和考虑攻击者和调度中心行为的双层规划模型。然后,基于负荷重分配特性和Shapley值法,提出了基于攻击后果的脆弱性指标计算方法和脆弱性评估流程。最后,对38节点算例进行仿真,针对信息攻击评估了微电网信息物理系统的脆弱性情况,并分析验证了所提方法的有效性以及对制定防御策略的指导意义。
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关键词
信息物理系统
微电网
信息攻击
脆弱性评估
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职称材料
题名
基于CBAM-CNN的CPS负荷重分配攻击检测定位方法设计
1
作者
陆玲霞
马朝祥
闫旻睿
于淼
机构
浙江大学电气工程学院
出处
《实验技术与管理》
北大核心
2025年第6期78-89,共12页
基金
浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划(2024C01058)
浙江省“十四五”第二批本科省级教学改革备案项目(JGBA2024014)
+2 种基金
2025年01月批次教育部产学合作协同育人项目(2501270945)
2024年度浙江大学本科“AI赋能”示范课程建设项目(24)
浙江大学第一批AI For Education系列实证教学研究项目(202402)。
文摘
负荷重分配攻击是一种特殊的虚假信息注入攻击。对于电力信息物理系统,基于模型的方法难以检测定位多类型负荷重分配攻击,且针对多类型负荷重分配攻击的数据驱动检测定位方法研究较少。为此,设计了一种以双层规划模型为基础的,基于带卷积注意力模块神经网络的负荷重分配攻击定位检测方法。首先对电力信息物理系统中的信息系统进行建模,总结得到三种信息侧负荷重分配攻击行为。随后建立考虑攻击者和调度中心管理者博弈关系的双层规划模型,针对不同攻击场景生成负荷重分配攻击数据集。为了检测定位不同类型的攻击,将所研究问题转化为多标签分类问题,利用卷积神经网络的卷积结构特性挖掘并学习具有稀疏标签数据的邻域信息,引入卷积注意力模块,从通道信息和空间信息两个角度增强网络对于重点信息的学习能力,改善了网络漏判率较高的问题,提高了网络检测定位性能。在38节点电力信息物理系统算例上进行仿真实验,验证了所提方法的有效性。与对比方法相比,所提方法对于三种攻击类型都有较低的误判率和漏判率,检测定位性能更加出色。
关键词
电力信息物理系统
负荷重分配攻击
双层规划模型
数据驱动
卷积注意力模块
卷积神经网络
Keywords
cyber-physical power system
load redistribution attack
bi-level programming model
data-driven
convolutional block attention module
convolutional neural network
分类号
TM769 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于LOF和数据时空特征的异常锂电池实时检测
2
作者
刘怡青
王浩
陆玲霞
李昊展
闫旻睿
于淼
机构
浙江大学电气工程学院
杭州高特电子设备股份有限公司
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第10期3968-3981,共14页
基金
浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目(2024C01058)。
文摘
储能系统中的电池模组运行状态复杂,准确识别异常锂电池对于系统的安全性和稳定性至关重要。针对传统异常检测方法存在的实时性不足和对异常样本依赖性强等问题,本工作提出一种融合局部离群因子与电池运行数据时空特征的无监督异常检测方法。该方法充分考虑了电池模组内的单体一致性和运行数据的变化,无需预训练即可实现高效、实时且准确的异常锂电池识别。具体包括:设计基于Cornish-Fisher展开式的分布校正方法以计算自适应阈值;采用滑动窗口机制对储能电站采集的连续数据流进行分段处理,构建动态数据片段,以提升模型对突发异常的响应能力;利用LOF算法对窗口内的时序数据进行局部密度分析,识别密度显著偏低的离群点,实现无监督异常检测。数据集3920~3960时间段的异常检测对比实验结果表明,本方法相较于Kmeans聚类、隔离森林、香农熵、自编码器等方法,准确识别出了异常的电池155和电池364,检测结果与人工标注完全一致,未出现任何误报或漏检,且所需检测时间最短(平均0.0106 s),展现出优异的通用性与工程适应性。
关键词
锂离子电池
异常检测
局部异常因子
滑动窗口
实时监控
Keywords
lithium-ion batteries
anomaly detection
local outlier factor
sliding-window
real time monitoring
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
针对信息攻击的含风电接入微电网信息物理系统脆弱性评估
被引量：
1
3
作者
闫旻睿
于淼
万克厅
齐冬莲
机构
浙江大学电气工程学院
出处
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2024年第24期88-100,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(U1909201)。
文摘
随着微电网信息化和智能化水平提升,恶意信息攻击对微电网安全稳定运行的威胁也更加严重。相比于配电网,微电网系统规模小,可再生能源渗透率高、调节能力弱,故面对信息攻击时也更加脆弱。为针对信息攻击分析微电网信息物理系统的脆弱性,首先,建立了考虑控制策略与可再生能源出力不确定性的微电网物理侧模型和基于数据流的考虑信息攻击的信息侧模型。其次,为分析信息攻击,建立了攻击方法-攻击对象关联矩阵和考虑攻击者和调度中心行为的双层规划模型。然后,基于负荷重分配特性和Shapley值法,提出了基于攻击后果的脆弱性指标计算方法和脆弱性评估流程。最后,对38节点算例进行仿真,针对信息攻击评估了微电网信息物理系统的脆弱性情况,并分析验证了所提方法的有效性以及对制定防御策略的指导意义。
关键词
信息物理系统
微电网
信息攻击
脆弱性评估
Keywords
cyber physical system
microgrid
cyber attack
vulnerability assessment
分类号
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
TP393.08 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于CBAM-CNN的CPS负荷重分配攻击检测定位方法设计
陆玲霞
马朝祥
闫旻睿
于淼
《实验技术与管理》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于LOF和数据时空特征的异常锂电池实时检测
刘怡青
王浩
陆玲霞
李昊展
闫旻睿
于淼
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
3
针对信息攻击的含风电接入微电网信息物理系统脆弱性评估
闫旻睿
于淼
万克厅
齐冬莲
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
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