分布式CPS系统：数据攻击下的状态估计与防御验证

本文主要探讨了分布式电网与控制系统(CPS, Cyber-Physical Systems)结合过程中面临的数据安全问题。在现代电力物理网络中，为了实现大规模分布式系统的优化控制，往往会构建信息网络以增强监控和管理能力。然而，这种融合也引入了新的挑战，特别是来自信息网络的威胁，如病毒、黑客入侵和拒绝服务攻击，这些都可能对电力系统的物理部分造成恶意破坏。 面对这一问题，作者提出了一种以攻击可检测性为基础的方法。首先，他们建立了在数据攻击条件下的电力系统分布式动态模型。这个模型考虑了攻击信号对系统运行的影响，以便更好地理解和预测系统行为。然后，他们设计了一种动态状态估计器，其目的是检测受到攻击的信号，并尝试恢复或估计出原始未受攻击的状态信息。动态状态估计器在这里扮演着关键角色，因为它能实时监控系统状态并识别异常，从而及时发现和应对数据攻击。 为了验证这个状态估计器的有效性，研究者进行了3机9节点的分布式电网系统仿真实验。实验结果显示，设计的状态估计器能够有效地识别和区分正常操作下的信号与数据攻击引起的信号变化，从而证明了其在抵御数据攻击方面的实用性。 关键词“信息物理系统”、“数据攻击”和“分布式状态估计”突出了本文的核心关注点，即如何在一个高度集成的信息物理环境中确保电力系统的安全性。该研究不仅对电力系统的安全防护策略有所贡献，也为其他依赖于网络通信的复杂系统提供了借鉴，强调了在集成物理与数字世界的系统设计中，必须重视网络安全问题的防范和解决方案的开发。