Ein zweistufiger gemischt-ganzzahlig-nichtlinearer Rahmen zur Bewertung von Auswirkungen von Lastumlagerungs-Falsche-Daten-Einspritzungen im AC-OPF-basierten Netzbetriebsbetrieb

Lastumlagerungs-Falsche-Daten-Einspritzungsangriffe (LR-FDI) können den Betrieb des Stromsystems verschlechtern, indem sie das wahrgenommene Knotennachfragemuster umgestalten und dadurch eine stau-bewusste Umverteilung und wirtschaftliche Ineffizienz hervorrufen, während die Nettosystemlast erhalten bleibt. Frühere LR-FDI-Studien verwenden häufig bilevel/Stackelberg-Formulierungen mit einem kontinuierlichen Angriffsvektor und einer eingebetteten Betreiberreaktion; jedoch repräsentieren diese Formulierungen oft (i) keine explizite Auswahl kompromittierter Lasten, (ii) werden rechnerisch einschränkend bei Betrachtung kombinatorischer Zielmengen, und (iii) bieten wenig Transparenz für strukturierte, stufenweise Angriffsplanung. Dieses Papier schlägt einen sequenziellen zweistufigen Angreifer–Betreiber-Rahmen zur LR-FDI-Verwundbarkeitsbewertung vor, der sparse Lastkompromissentscheidungen mit screening-regularisierter Angriffssynthese und post-attack operativer Bewertung integriert. In Stufe 1 identifiziert ein gemischt-ganzzahliges nichtlineares Programm wirtschaftlich einflussreiche Lastknoten durch binäre Auswahl und determiniert zulässige Störgrößen unter Gesamtnachtlast-Erhaltung und proportionalen Verschiebungsgrenzen. Zur Begrenzung des Suchbereichs auf der Angreiferseite und zur Vermeidung wirtschaftlich überzogener Lösungen wird zunächst über eine parametrische Lastsensitivitätsanalyse eine konservative Betriebskostenobergrenze abgeschätzt und dann zur Regularisierung des Angriffssyntheseschritts genutzt. In Stufe 2 wird die korrigierende Redispatch-Aktion des Systembetreibers durch Lösung eines aktivleistungsorientierten ökonomischen Einspeisemodells mit nichtlinear-netzwerk-konsistenter Bewertung der Betriebsergebnisse evaluiert. Anhand des IEEE 24-Knoten-RTS zeigen die Ergebnisse, dass die stündliche Abweichung der Betriebskosten im ungünstigsten machbaren Fall etwa 0,2 % erreicht und die kumulative tägliche Auswirkung unter selektiv realisierbaren kompromittierten Lastmustern etwa 5 % annähert, begleitet von einem nahezu 80 %igen Anstieg der Gesamtübertragungsverluste der Aktivleistung gegenüber dem Basisfall. Insgesamt liefert der Rahmen eine praktisch fundierte Quantifizierung bedingt schwerwiegender ökonomischer und netzbedingter Belastungen unter koordinierten LR-FDI-Szenarien und bietet umsetzbare Einblicke zur Priorisierung schutz- und überwachsamer gefährdeter Laststandorte.