[发明专利]一种电力信息物理系统攻击监测及危害评估方法

权利要求书

1.一种电力信息物理系统攻击监测及危害评估方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1.建立混合攻击下信息物理系统面向控制的动力学模型，并对信息物理系统受到的攻击进行数学表征；

步骤2.通过构建辅助状态变量，将量测信息扩张为系统状态变量，构造增广系统；

步骤3.针对增广系统，设计攻击观测器对数据传输层攻击实时估计，并求解攻击观测器增益，为信息物理耦合事件驱动事件链评估提供初值；

步骤4.根据信息物理耦合事件驱动事件链生成电力信息物理系统的故障危害信息进行评估。

2.根据权利要求1所述的一种电力信息物理系统攻击监测及危害评估方法，其特征是：所述建立混合攻击下信息物理系统面向控制的动力学模型，包括：

其中，t表示时间，x(t)为信息物理系统状态变量，为系统状态变量的时间导数，y(t)为信息物理系统量测信息，u(t)为控制输入；为信息物理系统感知执行层攻击，为范数有界攻击，γ(t)为信息物理系统数据传输层攻击，由外部模型描述；A、B、B 1为适维的已知常值系数矩阵；

信息物理系统数据传输层攻击γ(t)由如下外部模型描述：

其中，ω(t)为外部模型的状态，为外部模型状态的时间导数，W、V表示状态变量。

3.根据权利要求1所述的一种电力信息物理系统攻击监测及危害评估方法，其特征是：所述通过构建辅助状态变量，将量测信息扩张为系统状态变量，构造增广系统，是针对攻击下的信息物理系统面向控制的动力学模型A₁中的量测信息y(t)，设计如下输出滤波器：

其中，状态z(t)是输出滤波器的状态，为输出滤波器状态z(t)的一阶导数，y(t)为系统A₁的量测信息，A_ω是赫尔维兹矩阵；

结合信息物理系统面向控制的动力学模型A₁和输出滤波器A₃，把输出滤波器A₃中状态z(t)作为辅助状态变量，将信息物理系统A₁中量测信息扩展为系统状态，建立如下增广系统模型：

其中，t表示时间，x(t)为信息物理系统状态变量，为系统状态变量的时间导数，y(t)为信息物理系统量测信息，u(t)为控制输入；为信息物理系统感知执行层攻击，为范数有界攻击，γ(t)为信息物理系统数据传输层攻击，由外部模型A₂描述。

4.根据权利要求1所述的一种电力信息物理系统攻击监测及危害评估方法，其特征是：所述针对增广系统，设计攻击观测器对数据传输层攻击实时估计，并求解攻击观测器增益，包括：

针对增广系统A₄，为实现对数据传输层攻击信号γ(t)的估计，设计如下形式的攻击观测器：

其中，表示数据传输层攻击的估计值，表示外部模型的状态ω(t)的估计值，L为攻击观测器的增益矩阵，v(t)为辅助变量，表示v(t)的一阶导数；W、L、V表示状态变量。

5.根据权利要求1所述的一种电力信息物理系统攻击监测及危害评估方法，其特征是：所述根据信息物理耦合事件驱动事件链生成电力信息物理系统的故障危害信息进行评估，包括以下步骤：

步骤(1)根据信息物理耦合事件驱动事件链得到电力系统扰动信息和电力系统发生扰动的概率信息；

步骤(2)根据电力系统扰动概率信息对电力系统进行分析，生成分析结果；

步骤(3)根据电力系统发生扰动概率信息和所生成的分析结果，生成电力信息物理系统的故障危害信息。