基于XGBoost和无迹卡尔曼滤波自适应混合预测的电网虚假数据注入攻击检测

作者：刘鑫蕊; 常鹏; 孙秋野

来源：中国电机工程学报, 2021, 41(16): 5462-5476.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.202354

• 电力信息物理系统
• 极端梯度提升
• 自适应混合预测
• 灰色关联分析法
• 中心极限定理

随着信息技术在电力系统中的广泛应用,电网正发展为一类信息系统与物理系统高度融合的电力信息物理系统(cyber-physical system,CPS)。而虚假数据注入攻击(false data injection attacks,FDIA)是影响电力CPS安全运行的隐患之一。为了能够检测与修正虚假数据注入攻击,提出一种基于极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)结合无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的电网虚假数据注入攻击检测方法。首先通过改进的加权灰色关联分析法进行相似日的选取,然后使用XGBoost进行电力系统日前负荷预测;将负荷预测结果经潮流计算得到的状态量与UKF动态状态估计得到的状态量进行自适应混合预测,以降低FDIA对状态预测的影响;最后基于预测值和静态状态估计值构造随机变量,通过中心极限定理比较随机变量的分布以进行FDIA检测与修正。IEEE-14和IEEE-118节点测试系统仿真结果验证了文中提出方法的有效性和准确性。

• 单位
  东北大学