[发明专利]基于区间状态估计的配电网数据安全检测方法

权利要求书

1.一种基于区间状态估计的配电网数据安全检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)根据区间配电网传统算法，分析各个变量的区间状态估计的多维向输入量量测值；

(2)利用历史数据分析，构建出适用的区间状态估计模型；

(3)基于收到攻击后配电网状态估计的结果改变的原理，判断传统状态估计计算得到的节点状态是否落入配电网三相区间状态估计计算得到的相应预定边界；若没有落入，则警示系统收到数据攻击；

步骤1)中，分析各个变量区间状态估计的量测值：

量测值包括节点的电压幅值、负荷节点的注入有功和无功功率以及支路的有功无功潮流；考虑到误差不可避免，电力系统调度中心接收到的量测值都带有一定的误差，用公式表示如下：

z_mea＝z_real+e

式中，z_mea表示电力系统控制中心接收到的量测值；z_real表示量测量的真实值；e表示量测误差，其服从于均值为零、方差为σ²的正态分布；

量测误差的方差σ²与量测装置的量测精度有关，量测精度用一个m×m维的量测误差方差矩阵R表示为如下形式：

所述步骤(3)中，判断所得的节点状态是否落入配电网三相区间状态估计计算得到的相应预定边界，若未落入则警示系统可能遭受了数据攻击；

基于这种分析，检测模型表示为如下形式：

式中，表示传统状态估计计算得到的节点状态，表示区间状态估计计算得到的相应预定边界，A表示一个包含所有超出预定边界的的集合；H为量测系数，z为量测数据；[x],[z],[H]分别表示用区间数刻画的状态变量向量、量测数据向量以及量测系数矩阵；

同时定义一个状态估计值偏离度函数γ：

γ(A)＝|A| (4-28)

式中，|A|为求取集合元素个数的函数；

当γ为零时，表示配电网暂时没有遭受到数据安全问题，通过传统三相状态估计算法得到的网络状态是准确的，此时不发出警报；当γ非零时，表示配电网已经遭受到数据安全问题，通过传统三相状态估计算法得到的网络状态是不准确的；当γ越大时，配电网遭受到的数据安全问题就越严重，数据信息的泄露及篡改也就越严重，通过传统三相状态估计算法得到的状态估计值就越偏离配电网实际的运行状态；可以看出，任意一个超出区间状态估计边界的节点状态都会触发系统遭受数据攻击的警报，同时给出偏离度函数γ的值向系统监控人员表明此时配电网遭受数据攻击的严重程度以及传统三相状态估计值的偏离严重程度。