引言

為了想明白Matpower如何用于安全的仿真，瀏覽一下各類安全文獻(xiàn)內(nèi)利用Matpower做仿真時(shí)的介紹

文獻(xiàn)

Matpower是一個(gè)免費(fèi)的開源文件包，在學(xué)術(shù)界被廣泛用來解決電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真和穩(wěn)態(tài)優(yōu)化，如潮流、連續(xù)潮流、可擴(kuò)展最優(yōu)潮流、狀態(tài)估計(jì)等問題
SCADA系統(tǒng)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)。當(dāng)狀態(tài)估計(jì)輸出結(jié)果收斂時(shí)，進(jìn)行最優(yōu)潮流計(jì)算。經(jīng)過最優(yōu)潮流計(jì)算的運(yùn)行參數(shù)再經(jīng)由AVC系統(tǒng)進(jìn)行電壓控制指令計(jì)算，調(diào)節(jié)可控發(fā)電機(jī)出力。
——王睿. 能源互聯(lián)網(wǎng)中基于節(jié)點(diǎn)電壓的數(shù)據(jù)完整性攻擊檢測研究[D]. 華北電力大學(xué)(北京), 2019

Remark.

原以為Matpower只是用于潮流計(jì)算，是一種特別局限于電力圈子的專業(yè)化工具，沒想到也廣泛用在狀態(tài)估計(jì)問題。
實(shí)際上Matpower包也已經(jīng)內(nèi)置了：

用采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，然后用估計(jì)之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算。難道潮流計(jì)算是估計(jì)的后一步，只是用于后續(xù)控制？估計(jì)和潮流計(jì)算是完全分離的？

系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，支路參數(shù)，尤其是雅克比矩陣H信息，均從Matpower獲得。
——安培秀. 智能電網(wǎng)中虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測方法研究[J]

Remark.

這個(gè)雅克比矩陣的H和量測方程的H是同一個(gè)H嗎？肯定不是。

對得到的數(shù)據(jù)通過Matpower中的牛頓-拉夫遜方法進(jìn)行潮流計(jì)算，得到基于IEEE14總線系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)向量。
用Matpower生成測量數(shù)據(jù)，隨機(jī)選取攻擊目標(biāo)。
——薛東博. 智能電網(wǎng)中虛假數(shù)據(jù)注入攻擊檢測研究[J].

Remark.

這個(gè)說法跟我目前的想法比較一致，即量測數(shù)據(jù)是Matpower生成的。

IEEE-39bus 系統(tǒng)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)如表 3.1,其中 bus_i、type、Pd、Qd、Gs、Bs、area、Vm、Va、baseKV、zone、Vmax、Vmin 分別表示節(jié)點(diǎn)編號(hào)、類型、有功需求、無功需求、旁路電導(dǎo)、旁路電容、地區(qū)編號(hào)、電壓幅值、電壓相角、基準(zhǔn)電壓、地區(qū)、電壓上限、電壓下限。IEEE-39bus 系統(tǒng)中 Gs、Bs、baseKV、zone 、Vmax、Vmin 等數(shù)據(jù)值是固定的，當(dāng) Pd 值即有功需求發(fā)生變化時(shí)，在 MATLAB 中運(yùn)行就會(huì)產(chǎn)生新的一組數(shù)據(jù)，Qd、Vm、Va 等值會(huì)發(fā)生變化，通常產(chǎn)生需求變化的結(jié)點(diǎn)所鄰近的結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化較大，而不鄰近的結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)變化較小，新產(chǎn)生的這組數(shù)據(jù)在理論上是正常數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)中的正常數(shù)據(jù)就是通過這一過程得到的，異常數(shù)據(jù)則是在正常數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上修改部分?jǐn)?shù)據(jù)得到的。
——王寶耀. 智能電網(wǎng)中假數(shù)據(jù)注入攻擊模型與防御機(jī)制研究[J].

Remark.

動(dòng)態(tài)變化的是Pd值，該值表征的是有功需求，正常數(shù)據(jù)直接通過Matpower計(jì)算獲得，異常數(shù)據(jù)就在正常數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上添加偏移。

利用 matpower 對 IEEE14 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的虛假數(shù)據(jù)注入進(jìn)行仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的成功率與攻擊向量選取的標(biāo)準(zhǔn)差及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的電氣關(guān)系等相關(guān)。
——陳冠霖. 能源互聯(lián)背景下電網(wǎng)運(yùn)行安全評估[J].

引入潮流計(jì)算后，實(shí)際上數(shù)據(jù)分了兩側(cè)：參數(shù)側(cè)（用戶和發(fā)電機(jī)）和節(jié)點(diǎn)側(cè)。攻擊發(fā)生在哪一側(cè)也是需要考慮的：如果發(fā)生在參數(shù)側(cè)，那么一個(gè)攻擊對不同節(jié)點(diǎn)的影響也是不同的，會(huì)波及很多節(jié)點(diǎn)；但如果是發(fā)生在節(jié)點(diǎn)側(cè)，就僅僅是對某一個(gè)或某一些節(jié)點(diǎn)單獨(dú)產(chǎn)生偏移。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关于Matpower用于攻击检测仿真方法的文献摘录的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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