本发明公开了一种重放攻击的水印检测防御方法及系统，包括：构建单区域负荷频率控制系统模型，通过单区域负荷频率控制系统模型建立重放攻击模型；建立卡尔曼滤波器观测系统状态，通过观测结果设置线性二次高斯控制器；为单区域负荷频率控制系统模型中待检测信号添加编码水印，利用K‑L散度检测器判断系统是否受到重放攻击并反馈周期水印生成策略；根据系统参数判断攻击是否造成系统不稳定，通过判断的结果决定是否启动防御策略；本发明添加的编码水印不会对系统造成性能损失且避免了连续添加水印的成本问题，检测器也提升了对重放攻击的灵敏度，多步状态预估补偿防御方法为维护系统提供了一定时间，从而实现对重放攻击的高效检测和防御。