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基于貝葉斯攻擊圖的電力信息物理系統(tǒng)脆弱性評(píng)估

來(lái)源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2022-07-19 08:19 瀏覽次數(shù)：657

基于貝葉斯攻擊圖的電力信息物理系統(tǒng)脆弱性評(píng)估

吳義堯

(廣西大學(xué) 電氣工程學(xué)院，廣西南寧 530004)

摘要：網(wǎng)絡(luò)攻擊可以通過(guò)信息層的通信漏洞進(jìn)入電力信息物理系統(tǒng)中，因此需要對(duì)電力信息物理系統(tǒng)的脆弱性進(jìn)行評(píng)估。提出了基于貝葉斯攻擊圖與繼電保護(hù)機(jī)制相融合的電力信息物理系統(tǒng)綜合脆弱性評(píng)估方法，即在信息層利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、漏洞評(píng)分體系和聯(lián)合樹算法，對(duì)信息層配電子站節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)概率進(jìn)行賦值，在物理層中使用交流級(jí)聯(lián)故障模型分析配電子站所控制的母線故障時(shí)，所觸發(fā)的繼電保護(hù)機(jī)制，計(jì)算繼電保護(hù)機(jī)制為了消除級(jí)聯(lián)故障所切除的負(fù)載占比。將信息層風(fēng)險(xiǎn)概率與物理層故障相結(jié)合，提出新的脆弱性評(píng)估指標(biāo)負(fù)荷削減概率，以此來(lái)尋找脆弱性節(jié)點(diǎn)，對(duì)信息物理系統(tǒng)中的脆弱性進(jìn)行評(píng)估。基于 IEEE 14 節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，驗(yàn)證了所提方法的有效性。

關(guān)鍵詞： 信息物理系統(tǒng)；脆弱性；攻擊圖；網(wǎng)絡(luò)攻擊；級(jí)聯(lián)故障；潮流計(jì)算

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3175(2022)07-0006-08

Vulnerability Assessment of the Cyber-Physical Power

System Based on the Bayesian Attack Graphs

WU Yi-yao

（School of Electrical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China）

Abstract: Network attacks could enter into the cyber-physical power system through the network security holes of the information layers and pose a threat to the power system operation. So it is necessary to evaluate the vulnerability of the cyber-physical power system. This paper proposed a comprehensive vulnerability assessment method of the cyber-physical power system based on the integration of Bayesian attack graphs and relay protection mechanism. This method could assign values to the risk probability of the distribution substation nodes by using the Bayesian network, vulnerability scoring system, and junction tree algorithm in the information layers. The AC cascading failure model was used to analyze the busbar fault in the physical layer and triggered the relay protection mechanism. It calculated the proportion of load removed by the relay protection mechanism to eliminate cascading faults. Combining the risk probability of information layers with the failure of the physical layer, it proposed a new load reduction probability of the vulnerability evaluation index to find the vulnerable node and evaluate the vulnerability in the cyber-physical system. The effectiveness of this method is verified by the analysis based on IEEE 14.

Key words: cyber-physical system; vulnerability; attack graph; network attack; cascading failure; power flow calculation

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