[发明专利]基于图卷积网络的虚假数据注入攻击定位检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于图卷积网络的虚假数据注入攻击定位检测方法及系统，所述方法包括：将预设的图结构数据输入到预先训练的第一模型中，得到用于与所述图结构数据对应的标签；并基于与所述图结构数据对应的标签确定攻击存在的可能地点；其中，所述预设的图结构数据为由电网结构图按照预设转化机制转化得到图结构数据；所述训练的第一模型依次包括：多图空间相关层，用于提取所述预设的图结构数据中的空间特征；时间相关层，用于提取所述预设的图结构数据中的时间特征；多标签分类层，用于根据所述空间特征和时间特征确定攻击存在的可能地点。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于图卷积网络的虚假数据注入攻击定位检测方法及系统。

背景技术

近年来，随着物联网的飞速发展，现代智能电网已发展成为由信息通信系统和物理电力系统组成的复杂耦合系统，即信息物理系统。

随着先进通信技术的发展和应用，传统电力系统正逐步向智能电网转型。智能电网是一个复杂的系统，通过大型输配电网络将能量从发电机传输到客户。智能电网始终对安全至关重要，因为它的失败将对经济、环境甚至公共健康造成无法弥补的损害。因此，系统监控必须保证其安全可靠运行。特别是，状态估计通过从监控和数据采集系统收集的仪表测量值广泛用于实时监控。该估计状态可进一步用于电网运行。研究表明，电力系统和通信系统极其脆弱，一旦受到攻击，例如虚假数据注入攻击，很可能导致整个信息物理系统瘫痪，导致停电，危及国民经济。

近年来，针对智能电网的空间拓扑结构的各种攻击已经出现。遵循系统物理定律的结构良好的虚假数据注入攻击，例如基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，可以绕过数据收集系统中传统的不良数据检测器。在现有的网络攻击中，虚假数据注入攻击的目标是通过向电表测量数据中注入虚假数据来破坏智能电网的状态估计，达到破坏电网稳定运行的目的。因此，虚假数据注入攻击被认为是状态估计中最具挑战性的威胁之一。如果没有有效的检测机制，很可能导致整个系统瘫痪，造成巨大的经济损失。快速准确地检测虚假数据是当前智能电网中一个关键且普遍存在的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种基于图卷积网络的虚假数据注入攻击定位检测方法及系统，其解决了现有技术中没有有效的检测方法不能快速准确地检测出智能电网中虚假数据的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种基于图卷积网络的虚假数据注入攻击定位检测方法，包括：

将预设的图结构数据输入到预先训练的第一模型中，得到用于与所述图结构数据对应的标签；并进一步将与所述图结构数据对应的标签所预先对应的地点作为攻击存在的可能地点；

其中，所述预设的图结构数据为由电网结构图按照预设转化机制转化得到图结构数据；

所述训练的第一模型依次包括：

多图空间相关层，用于提取所述预设的图结构数据中的空间特征；

时间相关层，用于提取所述预设的图结构数据中的时间特征；

多标签分类层，用于根据所述空间特征和时间特征确定攻击存在的可能地点。

优选地，

所述电网结构图包括节点图和边图；

其中，所述节点图为以电网中母线为节点，电网中母线间的连接关系为边的图；

所述边图为以电网中传输支路为节点，电网中支路间的连接关系为边的图。

优选地，所述预设转化机制，具体包括：