基于信息物理系统的微电网安全控制:连锁故障与虚假数据攻击

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61873057
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

As a key part of the Energy Internet,the modern power system has been greatly developed to the cyber physical power system which integrates the information network and power grid deeply. How to improve the flexibility and autonomy of cyber physical power system and how to guarantee safety operation have attracted particular attention. This project intends to investigate the micro-grid, changes the analysing method of the single system for the power system or for the information system. Firstly, for the discrete logic of information system and the continuous performance characteristic, hybrid micro-grid cyber physical system is modelled. Secondly, the cascading failures for coupled network which integrates the micro-grid and the information network are analysed, and the robustness of couple network is improved. Subsequently, from the attacker’s point, design a false date injection attack sequence, and analyse the fragility of the couple networks. Moreover, form the defender’ point, devise a defending strategy to detect this false data attack. Finally, the simulation and the test platforms for the micro-grid cyber physical power system is established to debug, verify and optimize the developed security control. This project has a major impact on theoretical and practical values for improving the reliability, security and practicability of the micro-grid cyber physical system.
作为能源互联网的核心系统,现代电力系统发展成了由信息网和电力网深度融合的电力信息物理系统,如何提高电力信息物理系统的灵活性和自治性,保证系统的安全运行,受到广泛关注。本项目以微电网为研究对象,突破传统电力系统或信息系统的单一系统分析方法,针对信息网上的离散行为和微电网连续运行特性,建立混杂微电网信息物理系统模型;分析微电网和信息网形成的耦合网络连锁故障传播模式,增强耦合网络的鲁棒性;从攻击者的角度,提出虚假数据注入攻击序列,分析耦合网络的脆弱环节,然后从防御者的角度,设计防御策略,实现虚假数据注入攻击检测报警;搭建微电网信息物理系统的仿真平台和试验平台,调试、验证和优化研发的安全控制策略。本项目的研究对提供微电网信息物理系统的可靠性、安全性、实用性具有良好的理论意义和工程应用价值。

结项摘要

项目以微电网为研究对象,首先采用两种方法建立混杂微电网信息物理系统模型,突破传统电力系统或信息系统的单一系统分析方法,反映了系统的离散性和连续性;然后分析微电网耦合网络连锁故障传播模式,进行系统脆弱性评估,提高微电网的安全性;其次从攻击者和防御者的两个角度,分别考虑攻击注入和设计防御策略,实现网络攻击检测报警;最后搭建微电网信息物理系统的仿真平台和试验平台,调试、验证和优化研发的安全控制策略。项目按照执行计划完成提出的四个研究内容和五个研究目标。在项目的资助下,共发表标注基金号的论文24篇,授权发明专利5件。本项目的研究对提供微电网信息物理系统的可靠性、安全性、实用性性具有良好的理论意义和工程应用价值。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Robust fault detection and estimation observer design for switched systems
切换系统的鲁棒故障检测和估计观测器设计
  • DOI:
    10.1016/j.nahs.2019.05.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nonlinear Analysis: Hybrid Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Jian;Pan Kunpeng;Zhang Dezhen;Su Qingyu
  • 通讯作者:
    Su Qingyu
Fault Detection for Interconnected Systems Subject to Packet Dropouts via Switching Scheme
通过交换方案进行丢包互连系统的故障检测
  • DOI:
    10.1007/s12555-019-0358-0
  • 发表时间:
    2020-06-24
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF CONTROL AUTOMATION AND SYSTEMS
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Li, Jian;Wang, Jingjing;Zhao, Xiao-Qi
  • 通讯作者:
    Zhao, Xiao-Qi
Attack detection and secure state estimation for cyber-physical systems with finite-frequency observers
具有有限频率观测器的网络物理系统的攻击检测和安全状态估计
  • DOI:
    10.1016/j.jfranklin.2020.08.041
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Journal of the Franklin Institute
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qingyu Su;Zhongxin Fan;龙跃;Jian Li
  • 通讯作者:
    Jian Li
An adaptive sliding-mode resilient control strategy in smart grid under mixed attacks
混合攻击下智能电网自适应滑模弹性控制策略
  • DOI:
    10.1049/cth2.12172
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IET CONTROL THEORY AND APPLICATIONS
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Li Jian;Yang De-Fu;Gao Yan-Chao;Huang Xin
  • 通讯作者:
    Huang Xin
Stability Analysis for State-constrained Switched Systems with All Subsystems Unstable
所有子系统均不稳定的状态约束切换系统的稳定性分析
  • DOI:
    10.1007/s12555-018-0569-9
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    International Journal of Control Automation and Systems
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Li Jian;Li Wen;Su Qingyu
  • 通讯作者:
    Su Qingyu

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其他文献

跨临界-亚临界复叠式有机朗肯循环性能分析
  • DOI:
    10.13738/j.issn.1671-8097.019147
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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针对SAIL冠层模型的土壤背景反射率修正
  • DOI:
    10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.08.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    测绘工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭云开;安冠星;谢琼;周烽松;李健
  • 通讯作者:
    李健
纳秒激光加工中脉冲能量对熔体体积的影响
  • DOI:
    10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.08.007
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    表面技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡璐瑶;金卫凤;黎建麟;房锐;李健
  • 通讯作者:
    李健
木塑复合材料化学镀铜及其性能
  • DOI:
    10.19289/j.1004-227x.2016.16.005
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电镀与涂饰
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈晖;孙宇;李健;郭艳玲
  • 通讯作者:
    郭艳玲
水环境下聚合物摩擦学性能研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马利欣;刘炼;马赛赛;杨田;詹胜鹏;李健;段海涛
  • 通讯作者:
    段海涛

其他文献

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李健的其他基金

基于切换系统建模的微电网故障检测方法研究
  • 批准号:
    61403075
  • 批准年份:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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