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目标冲突下电力信息物理协同攻击分析 被引量：12
1
作者 田猛 董政呈 +2 位作者 王先培 赵乐 简子倪 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期2336-2344,共9页
电力信息物理协同攻击(coordinated cyber physicalattack,CCPA)是智能电网面临的新型网络攻击之一,攻击者和调度中心目标分别为最大化和最小化攻击效果,两者目标相互冲突。以直流潮流模型为基础,首先建立基于虚假数据攻击的电力信息物... 电力信息物理协同攻击(coordinated cyber physicalattack,CCPA)是智能电网面临的新型网络攻击之一,攻击者和调度中心目标分别为最大化和最小化攻击效果,两者目标相互冲突。以直流潮流模型为基础,首先建立基于虚假数据攻击的电力信息物理协同攻击数学表达式,用于表征量测单元中注入的虚假数据、攻击前后电力系统拓扑和电气参数之间的关系。然后,考虑攻击者的目标在于最大化攻击破坏效果,基于双层规划理论建立考虑攻击者和调度中心交互关系的电力信息物理协同攻击分析模型。最后,采用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和Fortuny-Amat-McCarl方法,将双层规划模型转化为单层混合整数线性规划模型。以IEEE14节点测试系统为例,仿真结果表明,电力信息物理协同攻击通过在量测单元中注入虚假数据重新分配母线负荷,并倾向于增加负荷需求较大的母线负荷,造成切负荷,最终影响电力系统的运行状态。与负荷重分配攻击和物理攻击相比,电力信息物理协同攻击不仅可以增加发电机出力成本和切负荷损失,而且可能导致更多线路过载。同时,量测单元在双层规划模型解中出现的次数可以表征该量测单元的脆弱程度,出现次数越多,则该节点越脆弱。 展开更多
关键词 智能电网 电力信息物理协同攻击 双层规划 KKT条件 脆弱性
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考虑多重耦合关系的电力信息物理系统协同攻击研究
2
作者 赵宇龙 刘春明 +1 位作者 付晴玉 王颖 《电网技术》 北大核心 2025年第8期3145-3155,I0032-I0034,共14页
智慧融合是新型电力系统的显著特征,随着信息物理耦合程度的不断加深,配合良好的协同攻击会给电网带来巨大威胁,因此,研究针对电力信息物理系统的协同攻击策略尤为重要。针对这个问题,文章首先考虑结构和功能双重耦合特性,建立了电力信... 智慧融合是新型电力系统的显著特征,随着信息物理耦合程度的不断加深,配合良好的协同攻击会给电网带来巨大威胁,因此,研究针对电力信息物理系统的协同攻击策略尤为重要。针对这个问题,文章首先考虑结构和功能双重耦合特性,建立了电力信息物理系统运行模型,其次,为量化分析电网遭受蓄意攻击的影响效果,建立了断路器跳闸攻击、拒绝服务攻击和物理攻击3种攻击模型,在此基础上,提出了协同攻击双层优化模型,上层模型以负荷损失最大为目标生成攻击策略,下层模型模拟防御策略,以负荷削减量最小为目标制定发电机出力以及切负荷方案。最后以IEEE 24节点系统为例构建电力信息物理系统模型进行仿真分析,得到了不同攻击资源及不同耦合程度下的最优攻击方案,可以为新型电力系统防御体系构建和相关研究工作开展提供参考。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 结构耦合 功能耦合 协同攻击策略
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基于变电站多重保护配合拒动的电力系统信息物理协同攻击优化建模
3
作者 杨本昊 刘文霞 +4 位作者 刘耕铭 徐业 颜丙锐 石庆鑫 成锐 《电网技术》 北大核心 2025年第9期3937-3947,I0137-I0139,共14页
为深入研究基于诱导保护装置失灵的信息物理协同攻击可能引发的停电后果,更好地保障电网安全,文章提出基于变电站多重保护配合拒动的信息物理协同攻击优化模型。首先,分析了变电站各类保护与断路器动作的控制逻辑,提出协同攻击模式与作... 为深入研究基于诱导保护装置失灵的信息物理协同攻击可能引发的停电后果,更好地保障电网安全,文章提出基于变电站多重保护配合拒动的信息物理协同攻击优化模型。首先,分析了变电站各类保护与断路器动作的控制逻辑,提出协同攻击模式与作用机理;其次,构建基于抽象图的电力系统等效模型,分析信息攻击下保护-断路器-设备的耦合控制逻辑对系统拓扑和状态的影响。同时,为模拟保护拒动造成短路故障的系统级传播效应,建立基于多商品流的二阶段电力系统短路故障传播模型。然后,以系统综合负荷损失最大为攻击目标,以物理、网络攻击点为优化变量,建立协同攻击双层优化模型并基于KKT条件实现求解。最后,以改进的IEEE14节点系统进行仿真分析,得到不同攻击资源下攻击者的最优攻击方案,并进一步评估重点线路和变电站的预先防御对协同攻击策略的影响,研究结果可为电网安全防御提供参考。 展开更多
关键词 信息物理协同攻击 信息篡改 继电保护故障 双层优化模型
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电力信息物理系统跨域攻击协同防御架构及机制研究 被引量：7
4
作者 张涛 费稼轩 +2 位作者 王琦 邵志鹏 蔡星浦 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1205-1218,共14页
我国电力基础设施已经发展成为具有高度信息化、自动化、智能化特征的信息物理融合系统.信息-物理交互在显著提升电力供给效率和性能的同时,也引入了新型网络安全威胁,通过发生于信息域并明确作用于物理域的跨域攻击,可造成电力基础设... 我国电力基础设施已经发展成为具有高度信息化、自动化、智能化特征的信息物理融合系统.信息-物理交互在显著提升电力供给效率和性能的同时,也引入了新型网络安全威胁,通过发生于信息域并明确作用于物理域的跨域攻击,可造成电力基础设施系统性瘫痪,继而引发大面积停电事故,而当前孤立的信息侧或物理侧防御体系难以有效应对跨域攻击威胁.本文介绍了电力系统面临的信息物理跨域攻击威胁现状,分析了传统防御方法面对跨域攻击时存在的不足,提出了一种信息物理协同的跨域攻击防御架构,在针对跨域攻击传播的不同阶段,从感知、辨识、阻断三个角度设计了防御方法,通过算例验证了所提信息物理协同防御架构能够有效保障电力系统安全稳定运行. 展开更多
关键词 电力信息物理系统 信息物理协同 跨域攻击 协同防御 知识-数据驱动 电力系统安全
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计及次生灾害影响的电力信息物理系统恢复方法研究 被引量：2
5
作者 龚立 田猛 +3 位作者 董政呈 王先培 朱紫阳 李晓旭 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第1期59-70,共12页
在极端自然灾害愈加频发的背景下,电网调度人员不仅需要考虑如何调度维修资源加快电力信息物理系统的恢复,还需要考虑如何降低引发的次生灾害造成的负面影响。针对上述问题,提出了一种计及次生灾害影响的电力信息物理系统恢复方法,根据... 在极端自然灾害愈加频发的背景下,电网调度人员不仅需要考虑如何调度维修资源加快电力信息物理系统的恢复,还需要考虑如何降低引发的次生灾害造成的负面影响。针对上述问题,提出了一种计及次生灾害影响的电力信息物理系统恢复方法,根据信息物理协同的特点和次生灾害发生的概率调度维修资源至受灾区域,减少停电损失。首先,建立了基于以太无源光纤网络和应急电源协同的电力信息物理系统模型,研究信息网络和物理网络对系统韧性提升的效果。然后,提出了一种计及次生灾害影响的协同维修方法,并与单独维修方法进行对比。最后,搭建了一种求解所提恢复方法的分析框架,并在IEEE 33节点系统上进行仿真,确定最佳的维修资源调度策略。仿真结果表明,所提方法能降低次生灾害造成的负面影响、提高维修资源的利用率。 展开更多
关键词 次生灾害 电力信息物理系统 协同维修 系统恢复 韧性提升
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基于异质元胞自动机的电力信息物理系统仿真模型 被引量：1
6
作者 于群 陈佳泰 +3 位作者 曹娜 何剑 屠竞哲 张一驰 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第2期185-192,共8页
为了探究电力信息物理系统的运行特性以及风险演化特征,考虑现代电网跨区域异质互联、信息化的特征,建立基于异质元胞自动机的电力信息物理系统仿真模型。采用异质元胞自动机分别对电力网和信息网进行建模,基于电网线路、变压器等元件... 为了探究电力信息物理系统的运行特性以及风险演化特征,考虑现代电网跨区域异质互联、信息化的特征,建立基于异质元胞自动机的电力信息物理系统仿真模型。采用异质元胞自动机分别对电力网和信息网进行建模,基于电网线路、变压器等元件的负载率以及潮流容限,制定电力网内的故障传播规则,以信息网节点之间的最短路径为基础,定义信息网内的故障传播数学模型。在构建随机分布式拒绝服务网络攻击和蓄意分布式拒绝服务网络攻击情景的基础上,以IEEE 39节点和IEEE 118节点系统为例,仿真模拟电力信息物理系统遭受网络攻击时的运行状态以及电力网、信息网在不同耦合程度下遭受网络攻击时的损失负荷和损失节点数。仿真结果表明:攻击者知晓电力信息物理系统的网架结构越清晰,越能实施精准攻击,从而使系统损失最大化;电力网和信息网的耦合程度越紧密,系统遭受网络攻击后的损失越严重,验证了所建模型的合理性和可行性。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 异质元胞自动机 故障传播规则 网络攻击 耦合程度
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数据驱动算法的电力信息物理系统FDIA定位检测
7
作者 席磊 彭典名 +3 位作者 曹伟 陈洪军 白芳岩 王文卓 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第18期7110-7122,I0008,共14页
虚假数据注入攻击严重威胁电力信息物理系统的安全。针对传统攻击检测方法无法高精度识别攻击并快速定位受攻击节点的问题,该文提出一种数据驱动算法的电力信息物理系统虚假数据注入攻击定位检测方法。首先,将核极限学习机与自编码器结... 虚假数据注入攻击严重威胁电力信息物理系统的安全。针对传统攻击检测方法无法高精度识别攻击并快速定位受攻击节点的问题,该文提出一种数据驱动算法的电力信息物理系统虚假数据注入攻击定位检测方法。首先,将核极限学习机与自编码器结合为多层核极限学习机,逐层学习电力量测数据。然后,利用融合Tent映射和黄金正弦策略的哈里斯鹰算法为多层核极限学习机的参数寻优,提升寻优速度和收敛精度。最后,在IEEE-14和IEEE-118节点系统对所提算法进行仿真验证。结果表明,与其他算法相比,所提算法具有更优的检测速度、准确率、精确率、召回率和F1值,可快速精准定位受攻击节点。 展开更多
关键词 虚假数据注入攻击 电力信息物理系统 定位检测 哈里斯鹰优化算法 核极限学习机
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基于海马优化深层极限学习机的电力信息物理系统FDIA检测
8
作者 席磊 白芳岩 +3 位作者 王文卓 彭典名 陈洪军 李宗泽 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第4期14-26,共13页
虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)严重威胁电力信息物理系统的安全稳定。针对已有FDIA检测算法无法精确定位受攻击位置的局限性,提出了一种基于精英余弦变异融合的海马优化算法优化深层极限学习机(deep extreme lear... 虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)严重威胁电力信息物理系统的安全稳定。针对已有FDIA检测算法无法精确定位受攻击位置的局限性,提出了一种基于精英余弦变异融合的海马优化算法优化深层极限学习机(deep extreme learning machine,DELM)的FDIA检测定位算法。首先,该算法将极限学习机和极限学习机自编码器相结合得到了具备强特征表达能力的DELM。然后,通过海马优化算法对DELM的偏置和输入权重进行择优,用于改善算法指标不稳定的问题。同时在捕食阶段引入精英余弦变异算法以提升海马的收敛速度与DELM的精度。最后,将系统量测数据作为输入特征,利用DELM得到节点状态标签,从而实现污染状态量的定位。通过在IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统进行大量仿真对比分析,验证了所提算法在准确率、精确率、召回率及F1值等检测定位性能方面均具有明显优势,能够实现FDIA的精确定位。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 虚假数据注入攻击 海马优化算法 深层极限学习机
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电力信息物理融合系统的网络-物理协同攻击 被引量：34
9
作者 阳育德 蓝水岚 +1 位作者 覃智君 刘辉 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期97-102,共6页
随着智能电网的发展及智能设备不断引入电力信息物理融合系统(CPPS)中,CPPS面临一种新的攻击方式--网络-物理协同攻击(CCPAS)。这种攻击方式既隐蔽又可引发连锁故障,易造成大规模停电事故。首先,阐述CPPS遭受CCPAS的基本形式,在直流潮... 随着智能电网的发展及智能设备不断引入电力信息物理融合系统(CPPS)中,CPPS面临一种新的攻击方式--网络-物理协同攻击(CCPAS)。这种攻击方式既隐蔽又可引发连锁故障,易造成大规模停电事故。首先,阐述CPPS遭受CCPAS的基本形式,在直流潮流模型下构建考虑状态估计约束的CCPAS模型。然后,探讨CCPAS的机理,以攻击者的角度分析规避状态估计监测后最大范围的攻击,分析CCPAS情景下CPPS的脆弱线路。最后,以IEEE 14、118节点系统为例,通过仿真计算验证模型的有效性、适用性,对比分析考虑状态估计约束后物理攻击的限制。 展开更多
关键词 智能电网 信息物理融合系统 状态估计 网络-物理协同攻击 虚假数据注入攻击
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面向协同信息攻击的物理电力系统安全风险评估与防御资源分配 被引量：40
10
作者 陈武晖 陈文淦 薛安成 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期2353-2360,共8页
乌克兰大停电事故表明,对电力信息网实施协同信息攻击将严重威胁电力信息物理系统(electric cyber physical system,ECPS)的安全,提出一种面向协同信息攻击的ECPS风险评估及防御资源分配方法具有现实意义。在分析信息攻击对物理电网的... 乌克兰大停电事故表明,对电力信息网实施协同信息攻击将严重威胁电力信息物理系统(electric cyber physical system,ECPS)的安全,提出一种面向协同信息攻击的ECPS风险评估及防御资源分配方法具有现实意义。在分析信息攻击对物理电网的破坏机制与ECPS的信息攻击防御措施的基础上,从攻防博弈角度提出了协同信息攻击的概率表达。然后综合考虑信息攻击的成功率与破坏程度,给出了面向协同信息攻击的ECPS风险计算公式。最后,根据风险计算公式,提出了既定风险情况下的防御资源需求值确定方法与有限防御资源情况下的资源优化分配方法。并将上述方法应用于以10机39节点系统为基础的ECPS,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 协同信息攻击 安全风险评估 防御资源分配
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基于ASRUKF和IMC算法的电力信息物理系统虚假数据注入攻击检测 被引量：7
11
作者 庞清乐 韩松易 +3 位作者 周泰 张峰 焦绪国 王言前 《智慧电力》 北大核心 2024年第7期111-118,共8页
针对传统电力信息物理系统的虚假数据注入攻击(FDIA)检测精度低问题,提出了基于自适应SageHusa噪声无迹卡尔曼滤波(ASRUFK)和改进马尔科夫链(IMC)预测算法的电力信息物理系统FDIA检测方法。首先,通过加入随机插值调整状态区间,提出了一... 针对传统电力信息物理系统的虚假数据注入攻击(FDIA)检测精度低问题,提出了基于自适应SageHusa噪声无迹卡尔曼滤波(ASRUFK)和改进马尔科夫链(IMC)预测算法的电力信息物理系统FDIA检测方法。首先,通过加入随机插值调整状态区间,提出了一种改进马尔科夫链(IMC)预测算法;然后,利用ASRUKF和IMC预测算法分别对系统待测数据进行状态估计,根据2种预测算法状态估计结果的偏差值构建随机变量,利用Box-Cox将随机变量转换为服从正态分布的变量;最后,通过双边假设检验实现电力信息物理系统的FDIA检测。在IEEE-14节点和IEEE-30节点系统中验证了所提出方法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 虚假数据注入攻击 改进马尔科夫链预测算法 Box-Cox变换 攻击检测
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基于混合黑猩猩优化极限学习机的电力信息物理系统虚假数据注入攻击定位检测 被引量：5
12
作者 席磊 董璐 +2 位作者 程琛 田习龙 李宗泽 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期46-58,共13页
针对已有检测方法无法对虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)进行精确定位的问题,提出了一种基于混合黑猩猩优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的电力信息物理系统FDIA的定位检测方法。首先,使用ELM作为分类... 针对已有检测方法无法对虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)进行精确定位的问题,提出了一种基于混合黑猩猩优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的电力信息物理系统FDIA的定位检测方法。首先,使用ELM作为分类器,用于提取电力数据特征并检测系统各节点的异常状态。然后,采用一种具有全局搜索能力且局部收敛速度更快的混合黑猩猩优化策略,用于寻找ELM最优隐藏层神经元数量。建立基于混合黑猩猩优化ELM的检测方法,实现对FDIA的精准定位,有利于后续防御措施的实施。最后,在IEEE 14和IEEE 57节点系统中进行大量仿真对比实验。结果表明,所提方法具有更佳的准确率、查准率、查全率和F1值,对FDIA能够进行更为精准的定位检测。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 虚假数据注入攻击 极限学习机 黑猩猩优化
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考虑负荷数据虚假注入的电力信息物理系统协同攻击模型 被引量：24
13
作者 阮振 吕林 +3 位作者 刘友波 刘捷 王电刚 黄林 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期181-187,共7页
随着电网信息层与物理层的耦合程度越来越高,配合良好的信息物理协同攻击将对电网造成巨大的威胁。为了更好地保障电网的安全稳定运行,在信息物理高度融合的背景下,提出了一种考虑负荷数据虚假注入的双层协同攻击模型。以广泛应用的基... 随着电网信息层与物理层的耦合程度越来越高,配合良好的信息物理协同攻击将对电网造成巨大的威胁。为了更好地保障电网的安全稳定运行,在信息物理高度融合的背景下,提出了一种考虑负荷数据虚假注入的双层协同攻击模型。以广泛应用的基于残差分析的不良数据检测原理为基础,制定网络攻击与物理攻击资源分配约束;以考虑权重的负荷削减期望为损失度量指标,给出了上层攻击者最大化损失和下层防御者最小化损失的具体模型及求解方案;基于修改的IEEE 14节点系统进行了定量分析,得到了不同状态下攻击者的最优攻击方案,为电网防御者在信息物理协同攻击威胁下制定新的防御方案提供参考。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 负荷重分配攻击 虚假数据注入 协同攻击 模型
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电力系统网络攻击信息物理双层协同紧急控制方法 被引量：6
14
作者 蔡星浦 王琦 +1 位作者 黄建业 李周 《全球能源互联网》 2020年第6期560-568,共9页
信息通信技术的快速发展使得电力系统成为典型的信息物理系统(cyber physical systems, CPS)。在电网侧控制日趋智能化的同时,也引入了网络攻击的风险。本文基于关联矩阵模型分析了网络攻击对电力CPS的影响,然后针对攻击后的信息组件、... 信息通信技术的快速发展使得电力系统成为典型的信息物理系统(cyber physical systems, CPS)。在电网侧控制日趋智能化的同时,也引入了网络攻击的风险。本文基于关联矩阵模型分析了网络攻击对电力CPS的影响,然后针对攻击后的信息组件、物理设备状态对后续控制策略的影响,提出了信息物理协同的双层控制策略调整方法,通过IEEE标准系统验证所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 网络攻击 关联矩阵 双层控制策略
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面向非高斯噪声干扰和拒绝服务攻击下的电力系统状态估计方法
15
作者 巫春玲 郑克军 +1 位作者 卢勇 孟锦豪 《电网技术》 北大核心 2025年第7期2895-2905,I0067-I0070,共15页
随着传统电网逐步发展为电力信息物理系统,不可避免会受到非高斯噪声干扰以及随机发生的拒绝服务(denial of service,DoS)攻击,都会导致传统卡尔曼滤波算法在电力系统状态估计时存在估计精度低的问题。为此,该文利用DoS攻击补偿策略重... 随着传统电网逐步发展为电力信息物理系统,不可避免会受到非高斯噪声干扰以及随机发生的拒绝服务(denial of service,DoS)攻击,都会导致传统卡尔曼滤波算法在电力系统状态估计时存在估计精度低的问题。为此,该文利用DoS攻击补偿策略重构了电力系统模型,并提出柯西核最小误差熵容积卡尔曼滤波(Cauchy kernel minimum error entropy cubature Kalman filter,CKMEE-CKF)算法用于电力系统的动态状态估计。所提出的算法基于统计线性化方法构建的增广模型,运用最小误差熵(minimum error entropy,MEE)作为最优准则,将状态误差和测量误差同时合并到MEE代价函数中。同时,用对核宽度不敏感的柯西核取代MEE中的高斯核函数,大大简化了核宽度的选择难度,有效避免了Cholesky分解的奇异性。然后,采用不动点迭代算法递归更新估计。最后,在IEEE-30节点系统和IEEE-118节点系统中,分别运用所提出CKMEE-CKF算法和CKF、MEE-CKF算法在各种噪声环境和DoS攻击下对电力系统进行状态估计。以IEEE-30节点系统电压幅值估计的均方根误差为例,与CKF、MEE-CKF算法相比,实验结果表明,新算法在第3种非高斯噪声干扰下,估计精度分别提高88%、60%;在第1种DoS攻击下,估计精度分别提高91%、70%。可见在非高斯噪声干扰和DoS攻击情况下,新算法的估计精度有显著性提高,是一种有效的电力系统状态估计方法。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 非高斯噪声 DOS攻击 柯西核 最小误差熵 电力系统动态状态估计
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电力信息物理融合系统环境中的网络攻击研究综述 被引量：230
16
作者 汤奕 陈倩 +3 位作者 李梦雅 王琦 倪明 梁云 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期59-69,共11页
电力信息物理融合系统(CPS)借助大量传感设备与复杂通信网络使现代电力系统形成一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统。信息流交互使得电网面临更多潜在威胁。近年来频发的网络攻击影响电网稳定运行事件敲响了电力系统... 电力信息物理融合系统(CPS)借助大量传感设备与复杂通信网络使现代电力系统形成一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统。信息流交互使得电网面临更多潜在威胁。近年来频发的网络攻击影响电网稳定运行事件敲响了电力系统安全的警钟。目前,国内对电力CPS网络攻击方面的研究尚处于起步阶段。文中首先提出了电力CPS领域中网络攻击的定义,从通信网络覆盖范围和网络攻击目的对攻击行为进行分类;其次,从发、输、配、用电侧4个环节归纳和分析了电力CPS网络攻击典型场景;最后,对国内电力CPS网络攻击研究现状进行了总结与展望。 展开更多
关键词 信息物理系统 网络攻击 信息安全 智能电网 实时感知 电力通信
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电力信息物理系统网络攻击与防御研究综述(一)建模与评估 被引量：77
17
作者 王琦 李梦雅 +1 位作者 汤奕 倪明 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期9-21,共13页
在电网转变为电力信息物理系统(电力CPS)的过程中,信息侧和物理侧体现出明显的相互依赖性,信息侧作为通信、计算、控制的支撑性组成部分,在电力CPS安全可靠运行中具有重要的地位。而针对电力CPS的恶意网络攻击行为在近年来不断发生,引... 在电网转变为电力信息物理系统(电力CPS)的过程中,信息侧和物理侧体现出明显的相互依赖性,信息侧作为通信、计算、控制的支撑性组成部分,在电力CPS安全可靠运行中具有重要的地位。而针对电力CPS的恶意网络攻击行为在近年来不断发生,引发关注,大量针对电力CPS的网络攻击研究取得了一些成果。针对当前的电力CPS网络攻击研究,从攻击建模和电力CPS安全性评估方面进行了归纳和整理,对已有方法进行分析,明确了研究课题的问题本质。随后结合电力CPS的特点和发展趋势,指出当前研究的不足,提出需要关注的问题和可能的解决方法,以完善电力CPS恶意网络攻击研究。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 网络攻击 攻击建模 安全评估
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电力信息物理系统网络攻击与防御研究综述(二)检测与保护 被引量：45
18
作者 汤奕 李梦雅 +1 位作者 王琦 倪明 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1-9,18,共10页
从针对电力信息物理系统(电力CPS)网络攻击的检测和保护两个方面,对当前国内外研究进行了梳理和归纳,发掘相关研究问题的本质和目的。在检测方面,介绍了基于偏差和特征的防御检测实现思路及其在信息侧和物理侧的实践方法;在保护方面,介... 从针对电力信息物理系统(电力CPS)网络攻击的检测和保护两个方面,对当前国内外研究进行了梳理和归纳,发掘相关研究问题的本质和目的。在检测方面,介绍了基于偏差和特征的防御检测实现思路及其在信息侧和物理侧的实践方法;在保护方面,介绍了以被动防御为主的信息侧保护方法和基于资源配置和校正控制的物理侧保护方法。在现有研究基础上,对电力CPS网络攻击的检测和保护领域关键技术进行了提炼,并对未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 网络攻击 防御检测 防御保护
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基于攻击者视角的电力信息物理融合系统脆弱性分析 被引量：20
19
作者 张殷 肖先勇 李长松 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期81-88,共8页
基于攻击者视角分析电力信息物理融合系统的脆弱性有助于决策者辨识系统脆弱环节和潜在威胁,为开展针对性防御奠定基础。结合复杂网络理论,建立了考虑信息物理交互的电力信息物理融合系统一体化模型;在直流潮流模型下,研究了信息层元件... 基于攻击者视角分析电力信息物理融合系统的脆弱性有助于决策者辨识系统脆弱环节和潜在威胁,为开展针对性防御奠定基础。结合复杂网络理论,建立了考虑信息物理交互的电力信息物理融合系统一体化模型;在直流潮流模型下,研究了信息层元件失效对物理层故障传播的影响;从攻击者角度,建立了4种攻击模式,从物理层和信息层结构与功能属性出发,建立了更为全面的融合系统脆弱性指标,并对2种信息网拓扑结构下融合系统的脆弱性进行了分析。仿真结果表明,物理层负载水平和信息层拓扑结构是影响融合系统脆弱性的重要因素;相比随机攻击,蓄意攻击下融合系统更脆弱,协同攻击下尤为脆弱;高加权介数和高加权度数信息节点对维持信息层功能起关键作用;信息物理协同破坏效应严重恶化了系统的性能。 展开更多
关键词 电力信息物理融合系统 信息物理交互 复杂网络理论 脆弱性 攻击者视角
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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
20
作者 臧天磊 龚亚辉 +3 位作者 李创芝 王世俊 刘云飞 周步祥 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第5期114-133,共20页
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... 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。 展开更多
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
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