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专利号: 2020106986289
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于直流微电网集群的虚假数据注入攻击的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、基于离散一致性算法设计攻击向量,在不影响系统观测量的情况下对直流微电网进行攻击渗透;

S2、基于卡尔曼滤波预测输出值与离散一致性算法全局平均电压输出值对虚假数据注入攻击进行检测;

S1中,构建隐蔽攻击向量,其设计流程如下:针对直流微电网集群分布式控制的电压层的数据注入攻击模型,直流微电网节点的通信方程如下:

其中:其中其中aij为邻接加权矩阵,ε为常量,用于调节算法收敛速度,N为所有与节点i相连的节点集合,xi(t)表示节点i的通信值,xj(t)表示通信邻居节点j的通信值;

在T时刻分布式通信电压层受到虚假数据注入攻击后,上式可表示为:其中:ua(T)表示T时刻的攻击注入向量;

根据上式,可以得出受到攻击后的通信方程:为了实现隐蔽的虚假数据注入攻击,攻击向量最终应当收敛于零:由式(1‑4),虚假数据注入攻击的设计要求如下:其中:T∈R表示攻击注入时间,t∈R表示时间变量,ua(T)表示虚假数据注入攻击向量,R为攻击向量所收敛的常数;

在S1中,当受到隐蔽的虚假数据注入攻击时,基于传统的检测方法会因为受攻击系统的状态量未发生明显变化而失效,但由于卡尔曼滤波器人为设置的输入延迟k,其预测输出值在受到攻击时正常输出,且一致性电压算法的平均电压值会受到攻击影响,所设置的检测方法输出值不会收敛于零;

在S2中,具体包含以下步骤:S21、基于卡尔曼滤波预测输出值与离散一致性算法全局平均电压输出值的偏差计算,公式如下所示:

其中: 为一致性算法所得全局平均电压输出值,Vkf(t)为卡尔曼滤波预测值,k∈R表示所设定的卡尔曼滤波器的延迟,t∈R表示时间变量,Δu1(t)为偏差1;

S22、相邻节点平均电压偏差计算,计算公式如下所示:其中: 为相邻通信节点一致性算法所得全局平均电压输出值,Δu2(t)为偏差2;

S23、基于偏差1与偏差2相乘生成检测指标,如下式所示:DECi(t)=Δu1(t)×Δu2(t)    (8)其中:DECi(t)表示检测标准;

根据以下条件对虚假数据注入攻击进行检测:其中:t∈R表示时间变量,ΔT∈R为全局平均电压输出值,当输出为零时判断系统正常运行,非零时判断受到攻击。