面向含多微网配电系统的攻击检测及供电恢复方法研究

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在配电系统中,随着新能源技术的不断发展,使得微网成为一种可行的用户侧电力系统结构,配电系统也从“无源”向“有源”转换,成为含多微网配电系统。然而,随着信息技术在电力领域的快速发展,信息技术也将自身存在的信息安全威胁带入电力系统中。目前,关于含多微网配电系统信息安全领域的研究仍处在起步阶段,常用的静态防护框架难以应对具有潜伏性和专业性的智能化攻击手段。因此,本文以含多微网配电系统作为研究对象,从动态防护视角开展信息安全防护研究,实现了去中心化多微网系统的攻击检测和攻击状态下配电系统的供电恢复。本文首先结合含多微网配电系统的特征和信息安全防护的需求,从入侵检测和入侵响应两方面考虑,提出了一种含多微网配电系统的信息安全防护框架,该框架主要包含两个部分:多微网协同入侵检测和配电系统入侵响应。然后,在多微网协同入侵检测的基础上,本文对分布式协同检测进行研究,提出了一种基于共识机制的分布式多微网协同入侵检测方法。该方法包含三个部分:兼顾触发和轮询的协同检测提案生成模式、基于单类支持向量机(One Class Support Vector Machine,OCSVM)构建的分布式入侵检测模型、基于改进股份授权证明(Delegated Proof of Stake,DPo S)的分布式检测提案协同共识机制。随后,在配电系统入侵响应的基础上,本文对配电系统供电恢复进行了研究,提出一种面向攻击状态下配电系统供电恢复方法。该方法根据配电系统的运行状态及相应的安全应对策略,构建由攻击造成配电系统紧急停电状态下的供电恢复策略模型,再通过遗传算法求解策略模型,寻找到最优配网拓扑结构。最后,本文分别对基于共识机制的分布式多微网入侵检测方法和面向攻击状态下配电系统供电恢复方法,设计了相应的实验场景进行验证。实验结果表明:基于共识机制的协同入侵检测方法,不仅实现了不需要第三方认证的分布式协同入侵检测提案共识,而且能够更好地感知微网之间的异常;面向攻击状态下配电系统供电恢复方法,通过配电网重构的方式,实现了非攻击区域最大程度的供电恢复。
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