NSCTと周波数帯スケログラムを使用して,スマートグリッドにおける電力品質の障害とサイバー侵入の多層次検出
Pampa Sinha1, Kaushik Paul2, Snehalika Snehalika3
1KIIT University, Bhubaneswar, India. pampa.sinhafel@kiit.ac.in.
Scientific reports
|September 5, 2025
まとめ
この研究では,非サブサンプリング・コントルレート・トランスフォーマー (NSCT),SALSA,MCAを用いた新しいスマート・グリッド・モニタリングシステムを導入し,高精度で騒音状態でも電力品質障害 (PQD) とサイバー侵入を検出します.
科学分野:
- 電気工学
- 信号処理
- 電力システムのサイバーセキュリティ
背景:
- スマートグリッドには,電力品質障害 (PQD) とサイバー侵入に対する強力な監視が必要です.
- 既存の方法は 複雑なシグナル異常やサイバー脅威に 苦しんでいます
研究 の 目的:
- スマートグリッドにおけるPQDとサイバー侵入の同時検出のための新しいマルチスケール信号処理フレームワークを開発する.
- 電力システムにおける異常検出の正確性と解釈性を向上させる.
主な方法:
- マルチスケール信号分解のための適応的加重による非サブサンプリング・コントルレット変換 (NSCT) を利用した.
- スプリット・アグメンテッド・ラグランジアン・シュリンケージ・アルゴリズム (SALSA) を適用し,散らばった最適化と騒音削減を行う.
- 欠陥に関連するコンポーネントを隔離し,解釈性を高めるために,形態学的構成要素分析 (MCA) を採用した.
- 統合されたAI駆動の異常検出と早期の脅威の認識のためのレジリエント状態の推定.
主要な成果:
- 高い検出精度:PQDの98.6%,サイバー侵入の97.2% (FDI,DoS,コマンドインジェクション) を達成しました.
- 検出精度が14%から18%高く,偽陽性症例が22%減った.
- 騒音 (最大30dB) とデータ損失 (最大20%) に対する強度を示した.
- 独特の侵入シグネチャー視覚化のための解釈可能な時間周波数スケログラムを生成します.
結論:
- 提案されているNSCT-SALSA-MCAの枠組みは,スマートグリッドのモニタリングに大きな進歩をもたらします.
- このシステムは,電力品質の問題とサイバー脅威の両方の正確で堅牢で解釈可能な検出を提供します.
- このフレームワークは,スマート・グリッドのセキュリティと運用の回復力を強化するリアルタイム展開の可能性を示しています.
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