基于检测约束的微电网虚假数据注入攻击策略

来源：电子测量技术杂志2025年第7期北京时间：

作者：林鼎杰，夏候凯顺

单位：华南理工大学电力学院 广州 510641

摘要：当前微电网频率控制系统的安全研究缺乏对强攻击场景的深入分析，尤其是在攻击者利用内部信息发起的高隐蔽性攻击下，系统脆弱性及其影响程度尚未得到充分评估。针对传统虚假数据注入攻击易被检测的问题，构建一种基于检测约束的微电网最优攻击策略，实现高隐蔽性强攻击。首先搭建了一个包含风光储的微电网频率控制模型，并对其通信层进行脆弱性分析，明确潜在的攻击路径。为考虑隐蔽性约束，通过引入松弛变量构建了可优化的攻击模型，将非线性优化问题转化为线性规划形式，实现快速求解并构建特定的攻击序列。最后在孤岛运行状态下的微电网中进行多次攻击测试，相比传统随机攻击方法，所提出的优化攻击序列在保持95%以上隐蔽性的同时，使攻击有效性提升了约40%。此外，分析了微电网关键系统参数、不同运行模式和可再生能源渗透率对最优攻击的影响。结果表明所提出的基于优化的攻击序列能够在保持攻击隐蔽性的同时，显著提升攻击的成功率和有效性，微电网系统面对精心设计的攻击时仍具有潜在脆弱性。

关键词：微电网;频率控制;攻击策略;优化模型;安全性分析

基金资助：国家自然科学基金（52207106）、华南理工大学2024年“百步梯攀登计划”（j2tw202402115）项目资助