(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210902074.9 (22)申请日 2022.07.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114978775 A (43)申请公布日 2022.08.30 (73)专利权人 东南大学溧阳研究院 地址 213300 江苏省常州市溧阳市昆仑街 道泓口路218号 (72)发明人 王琦　贺全鹏　周吉　钱俊良　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 杜静静 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01) H02J 3/00(2006.01)(56)对比文件 CN 114124546 A,202 2.03.01 CN 112636323 A,2021.04.09 Zhenyong Zhang等. 《Analysis of Movi ng Target Defense Ag ainst False Data Injection Attacks on Power Grid》 . 《IE EE TRANSACTIONS ON I NFORMATION FORENSICS AND SECURITY》 .2019,正文第1-16页. 王先培等.输电网虚假数据攻击 研究综述. 《电网技 术》 .2016,(第1 1期),全文. 审查员 董智青 (54)发明名称 一种基于备用线路灵活切换的移动目标防 御方法 (57)摘要 本发明属于电力系统安全领域， 具体涉及一 种基于备用线路灵活切换的移动目标防御方法， 考虑电力系统为保障供电可靠性而配置的备用 线路， 本发明包括： 建立直流状态估计模 型； 建立 基于备用线路灵活切换的移动目标防御模型； 提 出针对虚假数据注入攻击的移动目标防御策略。 本发明为保障电力系统安全稳定运行提供了新 思路。 权利要求书7页 说明书17页 附图4页 CN 114978775 B 2022.11.18 CN 114978775 B 1.一种基于备用线路灵活切换的移动目标防御方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 建立电力系统移动目标防御模型， 具体包括： 1‑1） 建立电力系统直 流状态估计模型； 1‑2） 建立基于备用线路灵活切换的移动目标防御模型； 1‑3） 根据电力系统面临的威胁， 提出灵活配置备用线路的优化 算法； 步骤2： 建立基于备用线路灵活切换的移动目标防御流 程， 具体包括： 2‑1） 电力系统原 始数据生成； 2‑2） 对原始数据进行直 流状态估计得到正确参数； 2‑3） 针对直 流状态估计结果发起虚假数据注入攻击； 2‑4） 通过切换 备用线路使坏数据检测器 检测出虚假数据注入攻击； 步骤3： 分析 备用线路灵活切换对电力系统运行的影响， 具体包括： 3‑1） 以最小化系统发电成本和攻击空间数量为目标， 分析移动目标防御策略对电力系 统运行和虚假数据注入攻击的影响； 3‑2） 以最小化系统发电成本为目标， 分析移动目标防御策略对电力系统运行和虚假数 据注入攻击的影响； 步骤1‑1） 建立电力系统直 流状态估计模型， 具体如下： 电力系统 的状态估计通过滤除原始测量值中的不确定性， 以求得可靠的电力系统运行 数据， 直流状态估计是基于直 流潮流计算模型 得到的， 直 流潮流方程 为： 其中， 为节点注入有功功率， 为输电线路有功电流， 为节点电压相角， 为输电线路电纳参数， 表示与节点 相连的节点； 在所有节点中， 设定一个参考节点， 其电压相角值为0， 那么其余的节点的电压相角值 将作为状态变量， 表示 为 ； 假设所有节点均被部署传感器， 且每条线路正方向上都部署一个传感器， 节点上部署 的传感器测量的是 个节点的有功注入功率， 线路上部署的传感器测量的是 条线路的正 向有功电流， 那么测量值的个数为 个， 其中， ， 由于潮流方程是线性的， 被表示 为： ； 其中， 表示节点有功注入功率和输电线路有功电流的测量值， 表示 测量矩阵, 中 为测量值的个数， 为除去平衡节点后的节点个数； 测量矩阵 与电网的拓扑 结构和输电线路参数有关， 其线性的构造形式为： ；权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 114978775 B 2其中， 矩阵 ， 被称为输电线节点连接阵， 矩阵 ， 被称为输电线路电纳值 的对角阵， 矩阵 为输电线节点 转移因子阵， 矩阵 为可逆对称的电纳矩阵； 输电线节点连接阵 的元素 表示矩阵 在位置 的元素， 输电线路 表 示该线路连接节点 和 ， 那么矩阵 的每个元素 写为： ， 输电线路电纳值对角矩阵 只有对角元素有值， 其对角元素 值为负的电纳值 ， 即连接节点 的输电线路 的电纳值， 除了对角元素外， 其余元素都为 0； 矩阵 为输电线节点 转移因子阵， 矩阵 为可逆对称的电纳矩阵， 根据直 流潮流方程， ， 其 中 ， ，表 示 输 电 线 路 的 正 向 有 功 电 流 列 向 量 ； ， 表示节点有功注入功率列向量； ， 表示节点电压 相角列向量； 测量值包括节点有功 注入功率 和输电线路有功电流 ， 其被表示 为： ； 直流状态估计的状态变量 为电压相角： ； 对于直流状态估计来说需要求 解加权最小方差优化问题： 其中， 表示测量值列向量， 表示状态估计结果， 矩阵 为对角方阵， 其对角元素为 测量噪声方差的倒数， ； 其中， 分别对应测量 值 的噪声方差的倒数， ， 令 ， 得到状态估计最优结果的解析解： ； 坏数据检测器在状态估计程序中被用以进行数据的辨识， 判断是否有异常数据混入到权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 114978775 B 3