电作为重要能源产业,是国家经济发展命脉。随着经济快速发展,我国电力需求持续强劲增长,电力产业建设进入全面智能电网建设时期。智能电网是以物理电网为基础,高度集成现代通讯、计算机、自动化等信息技术而形成的新型电网。智能电网的安全关系到国民经济的健康稳定发展,必须确保其安全可靠运行。但近年来,随着电网技术和信息技术的发展,智能电网极易受到虚假数据注入攻击,因此研究虚假数据注入攻击的模式原理具有重要的理论意义和应用价值。本文首先回顾了虚假数据注入攻击的产生背景及相关研究结果,介绍了虚假数据注入攻击的攻击原理和防护机制,然后以智能电网虚假数据注入攻击为研究对象,结合主从博弈理论、双层规划理论和随机规划理论,结合数值仿真实验结果深入探究攻击者倾向和攻击程度不确定情形下对智能电网的影响。考虑到多目标双层规划模型直接求解十分复杂,本文首先利用下层问题的Karush-Kuhn-Tucker条件将双层规划模型转化为单层多目标优化模型,然后通过线性加权近似方法转化为单目标非线性规划问题,最后使用软件编程求解,得到以下研究结论:（1）当量测值被攻击数量较小时,造成的运营成本几乎不可能达到最大化;而当攻击者仅追求运营成本最大时,必须攻击更多的量测值,电力系统的运行成本也随之增加。因此,电力系统运营商可通过对部分量测设备进行有效保护,减少可能被攻击成功的量测值数量,可显著降低攻击带来的损失。（2）电网运营商对量测值的保护措施变少,则电网攻击者注入到负荷量测值和线路量测值的攻击量会逐渐变多;实验结果还表明在相同的攻击程度下,线路量测值被注入的攻击量明显少于负荷量测值被注入的攻击量。因此,电力系统运营商可重点对负荷量测值进行有效保护,以减少可能被攻击成功的量测值数量,明显降低电力系统的经济损失。本文分别建立了考虑攻击者攻击倾向的智能电网虚假数据注入攻击多目标双层规划模型和考虑攻击者的攻击程度不确定情形下的随机双层规划模型,使得构建的多目标双层规划模型更加符合实际情况,在考虑攻击者可能造成的攻击影响下探究电网运营商可行的防御策略,对建立一个安全、经济的新型智能电网,保障国家经济稳定发展具有重要借鉴意义。