湖南电力 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (2): 1-8.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.001

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基于博弈论的负荷重分配攻击风险评估模型

于孟希1, 严宇1, 周展帆1, 杜敏2, 王炼红2   

  1. 1.国网湖南省电力有限公司超高压变电公司,湖南 长沙 410004;
    2.湖南大学电气与信息工程学院,湖南 长沙 410082
  • 收稿日期:2023-12-07 修回日期:2024-01-03 出版日期:2024-04-25 发布日期:2024-05-14
  • 通信作者: 杜敏 (1994),男,博士研究生在读,研究方向为网络安全、信息物理安全、电力系统经济运行和新能源调度。
  • 作者简介:于孟希(1990),女,硕士,研究方向为电力系统自动化。
    严宇(1986),男,博士,正高级工程师,研究方向为智能作业技术、电力机器人。
    周展帆(1993),女,硕士,研究方向为电力系统自动化、电力机器人。
    王炼红 (1971),女,博士,副教授,研究方向为网络安全、信息处理、图像处理。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(62377010);国家重点研发计划项目(2019YFE0105300)

Risk Assessment Model for Load Redistribution Attacks Based on Game Theory

YU Mengxi1, YAN Yu1, ZHOU Zhanfan1, DU Min2, WANG Lianhong2   

  1. 1. State Grid Hunan Extra High Voltage Substation Company, Changsha 410004, China;
    2. College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
  • Received:2023-12-07 Revised:2024-01-03 Online:2024-04-25 Published:2024-05-14

摘要: 为了评估网络攻击风险,基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层评估模型。对虚假数据攻击和负荷重分配攻击进行介绍,并基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层优化模型。采用KKT条件将双层优化模型转化为单层线性规划模型,并在IEEE 14节点系统和IEEE 30节点系统上进行仿真实验分析,以评估电力系统负荷重分配攻击风险。最后就如何预防和抵御负荷再分配攻击提供了建议。

关键词: 电力系统, 负荷重分配攻击, 网络安全, 博弈论, KKT

Abstract: To assess the risk of cyber-attack,this paper constructs a bilayer assessment model of load redistribution attack risk based on game theory,introduces false data attacks and load redistribution attacks,and constructs a two-layer optimisation model for the risk of load redistribution attacks based on a game-theoretic approach.In addition,this paper uses the KKT condition to transform the bilayer model into a single-level mixed-integer linear programming model,and carries out and analyzes simulation experiments on the IEEE 14-bus system and the IEEE 30-bus system,to assess the risk of load redistribution attacks on the security and economic operation of the power system. In addition,this paper provides suggestion on how to prevent and defend against load redistribution attacks.

Key words: power system, load redistribution attack, cyber-security, game theory, KKT

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