【技术实现步骤摘要】
一种多区域负荷频率系统的攻击重构与弹性控制方法
[0001]本专利技术涉及多区域电力系统控制器设计
，尤其涉及一种多区域负荷频率系统的攻击重构与弹性控制方法。
技术介绍
[0002]近年来，现代电力系统的规模越来越大，形成了由几个区域电力系统相互连接而构成的大型多区域电力系统，在这种大型多区域电力系统中，为了保证供电质量并且使各区域之间的频率稳定，负荷频率控制技术应用其中。随着新的智能器件和网络通信技术的发展，传统的电力系统逐渐发展变为智能电网，使得整个电力系统的效率性、可持续性和可靠性大大提升；但是通信网络的应用以及先进信息技术的发展使得多区域电力系统容易遭受到恶意网络攻击，因此，研究多区域电力系统在恶意网络攻击下如何保证系统的稳定与安全具有重要的意义。
[0003]在实际中，多区域电力系统面临着许多负荷波动和频率偏差问题，而负荷频率控制是维护电网频率稳定的重要手段，因此，负荷频率控制成为众多攻击者的潜在目标。在被攻击负荷频率控制系统中，DoS(Denial
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多区域负荷频率系统的攻击重构与弹性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立无网络攻击下多区域电力系统的负荷频率控制数学模型；S2：建立DoS攻击和FDI攻击的数学模型；S3：构造状态观测器、攻击观测器的数学模型，联合估计系统状态和FDI攻击，考虑两者的影响，构造具有攻击补偿的控制器；S4：考虑DoS攻击和FDI攻击的影响，建立混合攻击下多区域电力系统负荷频率控制数学模型；S5：设计满足H
∞
性能指标的多区域电力系统负荷频率控制准则，得到具有攻击补偿的控制器增益矩阵K、状态观测器增益矩阵G和攻击观测器增益矩阵L。2.根据权利要求1所述的一种多区域负荷频率系统的攻击重构与弹性控制方法，其特征在于，所述的步骤S1，用线性化模型来表示接近正常运行点的系统，首先，得到如下数学模型：式中，s为复数，
△
f
i
为第i区域的频率偏差，为第i区域的联络线功率，为第i区域的发电机的机械输出偏差，为第i区域的阀门位置偏差，ACE
i
为第i区域的控制误差，为第i区域的负荷扰动偏差，M
i
为第i区域的发电机转动惯量，D
i
为第i区域的发电机阻尼系数，为第i区域的涡轮机时间常数，T
ij
为第i区域与第j区域的联络线同步系数，为第i区域的调速器时间常数，R
i
为第i区域的转速降，β
i
为第i区域的频率偏差因子，a
i
为第i区域的未知攻击FDI攻击信号；由上式可以得到N(N≥2)区域的系统状态方程为：其中，u(t)为控制输入，a(t)为未知FDI攻击信号，x(t)＝[x
1T
(t),x
2T
(t),
…
,x
NT
(t)]
T
，u(t)＝[u
1T
(t),u
2T
(t),
…
,u
NT
(t)]
T
，，y
i
(t)＝[ACE
T
(t),∫ACE
iT
(t)]
T
3.根据权利要求2所述的一种多区域负荷频率系统的攻击重构与弹性控制方法，其特征在于，S2中，建立DoS攻击和FDI攻击的数学模型的具体步骤为：首先，考虑DoS攻击的影响，建立非周期DoS攻击数学模型；具体的，DoS攻击信号是一组时间有限的攻击信号，会占用有限的网络通道以阻断系统正常的通信，通过公式来表示；其中，T
n
表示第n+1次DoS攻击的休眠区间的开始，T
off,n
表示第n次休眠区间的长度，T
n
+T
off,n
表示第n+1次DoS攻击的攻击区间开始时刻，攻击时序满足g
n+1
>g
n
+T
off，n
；集合表示无DoS攻击的区间，此时信号可以正常传输；集合表示有DoS攻击的区间，此时通信网络被占用，系统信号无法传输；其次，考虑FDI攻击的影响，建立一种FDI攻击的数学模型；具体的，未知FDI攻击信号通过公式来表示；其中，D和E均为已知的常数矩阵，η(t)为未知FDI攻击量，a(t)为未知FDI攻击信号。4.根据权利要求2所述的一种多区域负荷频率系统的攻击重构与弹性控制方法，其特
征在于，S3的具体步骤为：设计状态观测器来估计系统的状态向量x(t)，状态观测器及观测的状态信号，通过公式表示；其中，Υ
1,n
为DoS休眠区间，Υ
2,n
为DoS攻击区间，为状态向量估计量，u...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈小莉，曹杰，岳东，刘金良，胡松林，赵玮，
申请(专利权)人：南京财经大学，
类型：发明
国别省市：
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