دوره 23، شماره 1 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 23 شماره 1 1405 )
جلد 23 شماره 1 صفحات 41-27 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
mahmoudi rashid S, rikhtehgar ghiasi A. Cyber Attack Detection and Compensation in DC Microgrids Using Cubature Kalman Filter and Unknown Input Nonlinear Observer. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2026; 23 (1) :27-41
URL: http://jiaeee.com/article-1-1805-fa.html
URL: http://jiaeee.com/article-1-1805-fa.html
محمودی رشید سارا، ریخته گر غیاثی امیر. تشخیص و جبران حملات سایبری در ریزشبکههای DC با استفاده از فیلتر کالمن مکعبی و مشاهدهگر غیرخطی ورودی ناشناخته. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1405; 23 (1) :27-41
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه تبریز
چکیده: (621 مشاهده)
در این مقاله، یک روش نوین برای تشخیص و جبران حملات سایبری در ریزشبکههای DC ارائه شده است. رویکرد پیشنهادی ترکیبی از فیلتر کالمن مکعبی و مشاهدهگر غیرخطی ورودی ناشناخته را به کار میگیرد تا بهطور همزمان تخمین متغیرهای حالت و شناسایی سیگنالهای نفوذ مخرب را امکانپذیر سازد. ابتدا، مدل دینامیکی ریزشبکه همراه با عدم قطعیتهای ناشی از حملات سایبری در نظر گرفته شده است. سپس، فیلتر کالمن مکعبی دقت تخمین متغیرهای سیستم را افزایش داده و مشاهدهگر غیرخطی برای بازسازی سیگنالهای مخرب طراحی شده است. برای ارزیابی روش پیشنهادی، شبیهسازیهایی در یک ریزشبکه DC با حملات سایبری متداول انجام شده است. نتایج نشان میدهد که روش پیشنهادی حملات را با دقت ۹۳.۲٪ شناسایی میکند، در حالی که فیلتر کالمن توسعهیافته تنها ۸۴.۵٪ دقت دارد. همچنین، خطای بازسازی حملات ۲۷٪ کاهش یافته و پایداری دینامیکی سیستم ۱۴٪ بهبود یافته است. نتایج نشان میدهد که ترکیب فیلتر کالمن مکعبی و مشاهدهگر غیرخطی یک راهکار مقاوم و کارآمد برای افزایش تابآوری ریزشبکههای DC در برابر حملات سایبری ارائه میدهد. این روش میتواند بهعنوان یک چارچوب عمومی برای افزایش امنیت سایبری در شبکههای قدرت مدرن و سیستمهای توزیع انرژی به کار گرفته شود.
واژههای کلیدی: امنیت سایبری، ریزشبکههای DC، فیلتر کالمن مکعبی، مشاهدهگر غیرخطی، شناسایی حملات سایبری، تابآوری سیستمهای قدرت.
فهرست منابع
1. [1] R. Akbarzadeh Jelodar, M. Rezvani, A. N. Shirazi, and B. Yousefi, "Two Layer Hierarchical Control Based on Distributed Secondary Control with the Aim of Improving Power Sharing and Voltage Regulation of Islanded DC Microgrids", (in eng), Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers Research vol. 21, no. 4, pp. 15-22, 2024. [DOI:10.61186/jiaeee.21.4.15]
2. [2] P. Amirpour, M. Jannati, and S. Najafi Ravadanegh, "Dynamic Programming of Resilient Smart Distribution Network Expansion Planning against Cyber-Attacks on end-user customers", (in eng), J Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Research vol. 20, no. 4, pp. 65-77, 2023. [DOI:10.61186/jiaeee.20.4.550]
3. [3] R. Ghaniabadi, S. Montaser Kouhsari, and I. Pourkeivani, "A New Method for Dynamic State Estimation in Industrial Distribution Network Using A Few Measurements", (in eng), J Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Research vol. 19, no. 1, pp. 331-340, 2022. [DOI:10.52547/jiaeee.19.1.331]
4. [4] M. Nikzad and A. Samimi, "Two-Stage Stochastic Programming for Simultaneous Energy and Reserve Management in Smart Micro-Grids Based on a Multi-Objective Optimization", (in eng), J Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Research vol. 19, no. 1, pp. 75-88, 2022. [DOI:10.52547/jiaeee.19.1.75]
5. [5] A. Hatami and I. GanjKhani, "Long-term Voltage Stability Assessment of an Integrated Transmission Distribution System based on LSTM recurrent neural network", (in eng), J Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Research vol. 21, no. 4, pp. 123-133, 2024. [DOI:10.61186/jiaeee.21.4.123]
6. [6] N. H. Varnoosfaderani and A. Khorsandi, "Unscented Kalman Filter-based State Estimation Applied on an Islanded Hybrid solar-wind DC Microgrid", J Heliyon, 2025.
7. [7] M. R. Habibi, H. R. Baghaee, F. Blaabjerg, and T. J. I. S. j. Dragičević, "Secure MPC/ANN-based false data injection cyber-attack detection and mitigation in DC microgrids", vol. 16, no. 1, pp. 1487-1498, 2021. [DOI:10.1109/JSYST.2021.3086145]
8. [8] A. Joushan, "Design of an intrusion detection system based on cyberattack analysis and detection and mitigation of its effects on the DC-link voltage of a DC microgrid using modern technologies," in Proc. 12th Int. Conf. Electrical Engineering, Electronics and Smart Grids, 2023. [Online]. Available: https://civilica.com/doc/2010194
9. [9] H. Habibi, M. Siahi, and H. Mohammadnejad Shorkaei, "Detection and identification of false data injection attacks in microgrid systems and their control using a predictive controller," in Proc. 1st Int. Conf. and 7th National Conf. Electrical Engineering and Intelligent Systems, 2023. [Online]. Available: https://civilica.com/doc/1963377
10. [10] L. A. Vakili and S. Sajjadieh, "Detection of cyberattacks in smart microgrids," in Proc. 7th National Conf. New Ideas in Electrical Engineering, 2022. [Online]. Available: https://civilica.com/doc/1590538
11. [11] M. R. Habibi, H. R. Baghaee, F. Blaabjerg, and T. Dragičević, "Secure MPC/ANN-based false data injection cyber-attack detection and mitigation in DC microgrids", J IEEE Systems journal, vol. 16, no. 1, pp. 1487-1498, 2021. [DOI:10.1109/JSYST.2021.3086145]
12. [12] S. Mogilicharla, M. Tripathy, and M. Kanabar, "Integrating Cyber and Physical Analysis for Intrusion Detection in Plant-Level DER Microgrids", J IEEE Transactions on Industry Applications, 2025. [DOI:10.1109/TIA.2025.3546901]
13. [13] R. Trivedi, S. Patra, and S. Khadem, "Data-centric explainable artificial intelligence techniques for cyber-attack detection in microgrid networks", J Energy Reports, vol. 13, pp. 217-229, 2025. [DOI:10.1016/j.egyr.2024.11.075]
14. [14] H. Shafei, L. Li, R. P. J. P. S. C. M. Aguilera, Concepts,, and B. Practices, "A comprehensive review on cyber-attack detection and control of microgrid systems", J Power Systems Cybersecurity: Methods, Concepts, Best Practices, pp. 1-45, 2023. [DOI:10.1007/978-3-031-20360-2_1]
15. [15] O. O. Tooki and O. M. Popoola, "A critical review on intelligent-based techniques for detection and mitigation of cyberthreats and cascaded failures in cyber-physical power systems", J Renewable Energy Focus, p. 100628, 2024. [DOI:10.1016/j.ref.2024.100628]
16. [16] F. Xiao, S. Liu, B. Wei, F. Fang, and J. Qin, "Resilient Cooperative Control of Multiple DC Microgrids With Interconnection Networks Against Cyber Attacks", J IEEE Transactions on Industrial Cyber- Physical Systems, 2024. [DOI:10.1109/TICPS.2024.3522881]
17. [17] M. Daisy, H. A. Hosseini Aliabadi, J. Javadi, and H. Meyar Naimi, "Fault Location in Direct Current Microgrids Using DC Components of Voltage and Current", (in eng), Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Research vol. 21, no. 2, pp. 135-145, 2024. [DOI:10.61186/jiaeee.21.2.135]
18. [18] Z. Xie and Z. Wu, "Distributed fault-tolerant secondary control for DC microgrids against false data injection attacks", J International Journal of Electrical Power Energy Systems, vol. 144, p. 108599, 2023. [DOI:10.1016/j.ijepes.2022.108599]
19. [19] Z. Xie, L. Li, P. Wen, L. Gao, Y. Yu, and Z. Wu, "Distributed control for DC microgrids with cyber attacks and constraints: A fault-tolerant model predictive controller", J Sustainable Energy, Grids Networks, vol. 39, p. 101487, 2024. [DOI:10.1016/j.segan.2024.101487]
20. [20] X.-K. Liu, C. Wen, Q. Xu, and Y.-W. Wang, "Resilient control and analysis for DC microgrid system under DoS and impulsive FDI attacks", J IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 12, no. 5, pp. 3742-3754, 2021. [DOI:10.1109/TSG.2021.3072218]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است. |
