基于DKPCA的电力信息系统虚假数据注入攻击检测方法

来源：电子测量技术杂志2022年第2期北京时间：

作者：陆孝锋，李鹏，高莲，杨家全

单位：1.云南大学信息学院，昆明 650500;2. 云南省高校物联网技术及应用重点实验室，昆明650500;3. 云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217

摘要：电力信息系统的虚假数据注入攻击（FDIA）通过恶意篡改对应物理系统的状态数据，影响电网的正常运行。本文提出一种基于动态核主元分析（DKPCA）的虚假数据注入攻击检测方法，目的是解决电力信息系统中FDIA事件的时间相关性（动态性）问题，以及非线性变量难以分离问题。该方法通过构建动态增广矩阵解决了变量间的动态自相关性，利用核矩阵将非线性变量映射到高维空间转化为线性变量，引入主元分析建立DKPCA模型求得统计量的控制限，实时检测数据判断是否有故障发生。通过在IEEE-30节点系统上进行实验仿真，与KPCA、PCA、NPE、TNPE等检测方法比较，结果显示DKPCA模型检测率高达100%，同时保持较低的误报率0.2%。证明了所提方法可以实时检测电力信息系统中的攻击数据，有效避免故障漏报，确保电力信息系统数据安全。

关键词：动态性;非线性;虚假数据注入攻击;攻击检测;动态核主元分析

基金资助：国家自然科学基金（61763049）；云南省应用基础研究重点课题（2018FA032）；云南省中青年学术和技术带头人后备人才项目（202105AC160094）资助