智能电网已经成为当今社会最为重要的基础设施之一,与传统电网相比智能电网的显著特点就是,信息侧和物理侧元素日渐紧密的耦合和交互作用,通过信息层的信息交互来实现物理层的最优控制、经济调度等目的。但是,电网变得越来越智能的同时也变得越来越脆弱,大量缺少保护的传感设备以及日益复杂的连接网络给了攻击者可乘之机。已有研究表明攻击者利用信息层的漏洞,发动攻击,诱导系统做出错误的决策,带来非常严重的物理、经济和社会后果。这其中比较典型的攻击形式就是虚假数据注入攻击。虚假数据注入攻击由于攻击目标、手段千变万化,同时又具有一定的隐蔽性,因此受到了广泛关注。基于虚假数据注入攻击的异常检测研究,有利于智能电网的保护者防患于未然,提升原有系统的自我安全保护性能,具有十分重要的理论与现实意义。本文主要研究了一类基于连续负载重分配的虚假数据注入攻击,构建了连续负载重分配攻击模型,并设计了针对这种攻击的异常检测方法以及基于编解码器的加密放大算法,实现了连续负载重分配攻击下的系统异常检测。本文的主要贡献概括如下:首先,基于对虚假数据注入攻击的机理分析以及智能电网能量管理中心的最优经济调度策略分析,构建了基于连续负载重分配的虚假数据注入攻击模型,其攻击目标是使能量管理中心根据接收到的被篡改后的负载需求主动进行卸负载行为。重点分析了攻击资源受限情况下,虚假数据注入攻击对于电网系统的影响。仿真验证了虚假数据注入攻击模型的可实施性。其次,针对虚假数据注入攻击,设计了一种结合多维正态检验统计特征和有监督集成树模型的异常检测系统。该方法考虑了基于连续负载重分配的虚假数据注入攻击特点,即连续负载重分配、每次重分配变化幅度小,计算了多维偏度峰度统计特征,并将智能电网的运行仿真数据作为有标签的数据集,训练基于集成树的多分类模型,训练结果表明设计的异常检测系统可以有效识别出被攻击的测量数据。最后,针对攻击实施初期攻击幅值比较小,异常检测系统准确率不高的情况,设计了一种基于编解码器的信道加密放大算法。该算法仅放大信道中的攻击信号,有利于提升异常检测系统的精度,同时该编解码器具有一定的加密能力,不容易被破解。最后在IEEE-14总线测试系统中进行仿真测试,验证了该算法的有效性。