Цели. Современные электрические сети, трансформирующиеся в децентрализованные смарт-сети, сталкиваются с новыми вызовами в области кибербезопасности. Цель работы – провести исследование и анализ эффективности различных методов машинного обучения для выявления аномалий в децентрализованных смартсетях, включая кибератаки и аварийные режимы, для разработки рекомендаций по оптимальному сочетанию этих методов для обеспечения эффективной кибербезопасности в условиях изменяющейся электрической нагрузки.
Методы. Рассматриваются различные методы машинного обучения для выявления аномалий в энергосистемах, моделирующих поведение сети в условиях кибератак и аварийных режимов. Проведен анализ эффективности таких методов, как мультифрактальный анализ с использованием вейвлетов и модель изолированного леса (Isolation Forest), локальный коэффициент выбросов (local outlier factor, LOF), кластеризация
методом k-средних и одноклассовая машина опорных векторов (One-Class SVM).
Результаты. Рассмотрены различные методы машинного обучения для выявления аномалий в энергосистемах, моделирующих поведение сети в условиях кибератак и аварийных режимов. Методы обнаружения аномалий показали разную эффективность в выявлении киберугроз и отклонений в электрических системах. Метод Isolation Forest лучше всего обнаруживает резкие изменения, связанные с кибератаками, высокой точностью и минимумом ложных срабатываний. Метод LOF также может выявлять кибератаки, но его повышенная чувствительность к мелким отклонениям увеличивает число ложных срабатываний. Методы k-средних и One-Class SVM менее эффективны в выявлении резких аномалий, но полезны для общей кластеризации данных и обнаружения как резких, так и плавных изменений соответственно.
Выводы. Полученные результаты исследований указывают на то, что для обеспечения надежной защиты смарт-сетей от кибератак следует использовать комбинацию алгоритмов машинного обучения с учетом характера электрической нагрузки.