针对电网 contingency analysis 的新型攻击

Contingency Analysis (CA，事故分析) 是电网能量管理系统 (EMS) 的核心组件。CA 的目标是通过分析系统在特定事故（例如输电线路或发电机停运）下的状态，以确定能使系统运行且不违反约束的设定值，从而保障电力系统安全经济运行。CA 中的分析基于另一核心 EMS 模块——状态估计 (SE) 的输出进行。然而，已有研究表明，攻击者可以篡改某些电力测量值以破坏 SE 估计的系统状态而不被检测。这种被污染的估计会严重扭曲事故分析的结果，因为它将提供一个虚假的模型用于应对。在本研究中，我们形式化建模了必要的相互依赖关系，并系统分析了这些针对事故分析的新攻击。具体而言，本研究聚焦于安全约束最优潮流 (SCOPF)，其在考虑单条线路故障（基于 $n - 1$ 事故分析）和输电线路容量的情况下求解最优经济调度。所提模型被实现并求解，以找出能够规避 CA 的潜在威胁向量（即一组待篡改的测量值），使得系统在特定事故发生时面临一条或多条输电线路过载的情况。我们在基于 IEEE 14 总线系统的案例研究中演示了形式化模型，并使用标准 PowerWorld 模型验证了结果。我们进一步针对各类攻击与电网特征对模型进行了评估。