<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ipolytech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">iPolytech Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>iPolytech Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-4004</issn><issn pub-type="epub">2782-6341</issn><publisher><publisher-name>Irkutsk National Research Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21285/1814-3520-2019-2-310-319</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ipolytech-274</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Повышение точности оценки состояния электрической сети в условиях кибератак с использованием медианной фильтрации</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Improving electrical grid state estimation accuracy under cyber-attacks using median filtering</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лукичева</surname><given-names>И. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lukicheva</surname><given-names>I. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">Lukicheva.ir@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Куликов</surname><given-names>А. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kulikov</surname><given-names>A. L.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">inventor61@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>09</month><year>2020</year></pub-date><volume>23</volume><issue>2</issue><fpage>310</fpage><lpage>319</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Лукичева И.А., Куликов А.Л., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Лукичева И.А., Куликов А.Л.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Lukicheva I.A., Kulikov A.L.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/274">https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/274</self-uri><abstract><p>Цель работы - применение медианной фильтрации для повышения точности оценки состояния электроэнергетических систем в условиях кибератак. Медианная фильтрация - метод нелинейной обработки информации, нашедший широкое применение в цифровой обработке изображений. Она осуществляется посредством движения некоторой апертуры вдоль дискретизированной последовательности и замены значения элемента последовательности в центре апертуры медианой исходных значений отсчетов внутри апертуры. Достоинствами предлагаемого метода является его способность «отбрасывать» значения с большой погрешностью, исключая их влияние на общую оценку состояния энергосистем. Следует отметить простоту реализации метода. Обоснование преимуществ метода медианной фильтрации производилось путем моделирования участка электрической сети в программном комплексе PSCAD. Имитировались измерения токов и напряжений в каждом узле энергосистемы с использованием устройств синхронизированных векторных измерений. На основе полученных измерений производилась оценка состояния методом наименьших квадратов с дополнительной одномерной или двумерной медианной фильтрацией. Результаты оценки состояния указанными способами показали, что метод наименьших квадратов в условиях кибератак на каналы связи является недостаточно эффективным, так как одна грубая ошибка искажает результаты оценки состояния, в то время как медианная фильтрация обеспечивает высокую точность. Предложенный метод медианной фильтрации в отличие от оценки состояния методом наименьших квадратов позволяет снизить воздействие кибератак на энергосистему. Медианная фильтрация является перспективным инструментом для решения задач оценки состояния электрической сети, применение которого приведет к большей надежности электрических сетей в условиях кибератак.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The purpose of the work is application of median filtering for increasing the accuracy of power system state estimation (SE) under cyber-attacks. Median filtering (MF) is a nonlinear signal processing technique widely used in digital image processing. Median filtering is performed by letting a window move over the points of a sequence and replacing the value at the window center with the median of the original values within the window. The advantage of the proposed method is the ability of median filtering to discard the values with low accuracy, thus avoiding their impact on general state estimation of power systems. It should be mentioned that the method is easy to implement. MF advantage foundation was performed by modeling of an electrical grid section in the software package PSCAD. The measurements of currents and voltages at each node of the power system were simulated using phasor measurement units. State estimation was performed on the basis of the obtained measurements by the weighted least-squares method with additional one-dimensional and two-dimensional median filtering. The results of state estimation by the specified methods have shown inefficiency of the weighed least-squares method under cyber-attacks on communication channels, since one rough error in the measurement array “spoils” the overall state estimation results, whereas median filtering provides high accuracy. Unlike the weighed least-squares method used for state estimation the proposed method of median filtering allows to reduce the impact of cyber-attacks on the power system. Thus, median filtering is considered to be a promising tool for solving state estimation tasks, the use of which will lead to higher reliability of electrical grids in case of cyber-attacks.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>интеллектуальные электрические сети</kwd><kwd>кибербезопасность</kwd><kwd>киберугроза</kwd><kwd>кибератака</kwd><kwd>метод взвешенных наименьших квадратов</kwd><kwd>медианная фильтрация</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>smart grids</kwd><kwd>cyber security</kwd><kwd>cyber threat</kwd><kwd>cyberattack</kwd><kwd>weighted least-squares method</kwd><kwd>median filtering</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
