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专利号: 2021108901330
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种发电机调频系统虚假数据注入攻击的检测缓解方法,其特征在于,包括:定义额外统计值St持续追踪发电机调频系统残差 的历史值,当所述额外统计值St大于预定阈值δ时,则判定所述发电机调频系统受到攻击;利用未知输入估计算法对攻击进行估计并补偿。

2.根据权利要求1所述的一种发电机调频系统虚假数据注入攻击的检测缓解方法,其特征在于,获取所述发电机调频系统残差 的过程包括:定义所述发电机调频系统的状态向量xt,建立状态空间模型;

构建所述发电机调频系统的状态空间矩阵,并将状态方程进行差分化处理,进而得到离散化状态空间模型xt+1=Axt+Bμt+ωt,其中,A与B为状态空间矩阵的采样离散时间模型,xt和μt分别为在t时刻的状态向量和输入向量,ωt表示过程噪声;

定义所述发电机调频系统的的观测向量yt=Cxt+vt,其中,νt为测量噪声,C为测量方程矩阵;

卡尔曼滤波的迭代为:

T

Pt|t+1=APt‑1A+Q;

Pt|t=Pt|t‑1‑KtCtPt|t‑1;

其中, 为估计状态向量,P为估计的协方差矩阵, Q为过程噪声协方差矩阵,K为卡尔曼滤波增益,R为测量噪声协方差矩阵;

卡尔曼滤波增益进行收敛,则卡尔曼滤波更新为:等式Pt|t=Pt|t‑1‑KtCtPt|t‑1更新为: 其中,Rt+1为t+1时刻的发电机调频系统的残差。

3.根据权利要求2所述的一种发电机调频系统虚假数据注入攻击的检测缓解方法,其特征在于,所述定义额外统计值St持续追踪发电机调频系统残差 的历史值的过程包括:+ +

预设一个额外统计值St,并定义S0=0和St+1=(St+|Rt|‑δ) ,其中,|X|表示最大值(0,X),在没有受到攻击时所述预定阈值δ按如下原则进行取值:|Rt‑δ|<0;当所述额外统计值St大于预定阈值δ时,即St≥δ时,则判定所述发电机调频系统受到攻击,并在St+1=0时重新开始测试。

4.根据权利要求3所述的一种发电机调频系统虚假数据注入攻击的检测缓解方法,其特征在于,所述利用未知输入估计算法对攻击进行估计并补偿的过程包括:具有攻击信号的离散时间线性系统表示为:xt+1=Axt+But+GEt+ωt;

yt=Cxt+Dut+HEt+vt;

n n p

其中,xt∈R表示在时间t的状态向量,μt∈R是自然系统噪声,Et∈R为攻击向量,yt∈l

R 是 测量向量 ,D为测量方 程矩阵 ,ω t为过程噪 声 ,vt 为测量噪声 ,利用t‑1之前的发电机调频系统的状态测量值,使用 预测发电机调频系统t时刻状态,然后使用等式 中的测量yt更新状态量x

预报值 并得到最优状态估计误差的协方差矩阵p t|t,最后用等式估计未知输入,其中, 为估计的攻击向量,在估计攻击向量Et的值后,将攻击向量Et自接收到的信号中减去,以补偿攻击。