电网惯量模拟的弹性控制方法技术

本发明专利技术提供一种电网惯量模拟的弹性控制方法

【技术实现步骤摘要】
电网惯量模拟的弹性控制方法、装置、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及电网控制
，尤其涉及一种电网惯量模拟的弹性控制方法
、
装置
、
系统及存储介质
。

技术介绍

[0002]随着风电和光伏等分布式可再生能源的大量并网，电网已成为集成分布式可再生能源的一种有效手段，分布式可再生能源通常通过电力电子变换器与电网耦合
。
为增加电网系统的整体惯性，降低出现频率失稳的风险，往往在分布式可再生能源中加入惯量模拟控制
(INEC)
，使电网具备同步机惯量响应的外特性
。
电网的分布式控制完全依赖于先进的信息和通信技术，对于网络攻击事件非常敏感
。
以拒绝服务
(Denial of Service
，
DoS)
攻击为代表的网络攻击会中断通信服务，引发分布式可再生能源系统惯量模拟控制的失效，削弱甚至进一步恶化系统的频率调节性能
。
[0003]目前，往往通过弹性控制方法来应对电网的
DoS
攻击，但已有方法普遍需要在
DoS
攻击期间利用状态空间模型对系统进行状态估计，当状态空间模型所需的输入信号受到攻击影响时，模型性能可能会显著恶化；还有一种弹性控制方法则在遭受攻击时将输入信号保持在攻击事件发生前的状态，然而长时间保持控制信号不变可能会恶化系统控制能力
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种电网惯量模拟的弹性控制方法
、
装置
、
系统及存储介质，以解决当电网遭受拒绝服务攻击时，电网内分布式能源惯量模拟功能失效而引发的电网频率稳定性恶化的问题
。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种电网惯量模拟的弹性控制方法，包括：
[0006]实时获取并存储电网的频率变化率和频率偏移量，并实时检测电网是否遭受拒绝服务攻击；
[0007]当检测到电网遭受拒绝服务攻击时，基于历史时刻的历史频率变化率和历史频率偏移量，对电网的当前频率变化率和当前频率偏移量进行预测，得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值；
[0008]根据频率变化率预测值和频率偏移量预测值，对处于拒绝服务攻击下的电网进行惯量模拟控制
。
[0009]在一种可能的实现方式中，基于历史时刻的历史频率变化率和历史频率偏移量，对电网的当前频率变化率和当前频率偏移量进行预测，得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值，包括：
[0010]基于历史频率变化率和历史频率偏移量，通过预先训练的自回归信号预测模型对电网的当前频率变化率和当前频率偏移量进行预测，得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值；其中，自回归信号预测模型包括频率变化率自回归模型和频率偏移量自回归模型
。
[0011]在一种可能的实现方式中，自回归信号预测模型为：
[0012][0013]其中，表示在
t
时刻的频率变化率，
a
k
表示频率变化率自回归模型的权重参数，
Δ
R
r
(t
‑
k)
表示在
t
‑
k
时刻的频率变化率，
p1表示频率变化率自回归模型的阶数，表示在
t
时刻的频率偏移量，
b
k
表示频率偏移量自回归模型的权重参数，
Δ
f
r
(t
‑
k)
表示在
t
‑
k
时刻的频率偏移量，
p2表示频率偏移量自回归模型的阶数
。
[0014]在一种可能的实现方式中，自回归信号预测模型的训练方法包括：
[0015]基于训练样本和预设的萤火虫算法，同时对频率变化率自回归模型的权重参数和频率偏移量自回归模型的权重参数进行整定，得到训练后的自回归信号预测模型；其中，训练样本包括多个历史时刻的频率变化率和频率偏移量
。
[0016]在一种可能的实现方式中，萤火虫算法的目标函数如下式所示：
[0017][0018]其中，
Δ
R
表示通过仿真获得的实际频率变化率，表示频率变化率预测值，
Δ
f
表示通过仿真获得的实际频率偏移量，表示频率偏移量预测值，
t
s
表示仿真开始时间，
t
e
表示仿真结束时间
。
[0019]在一种可能的实现方式中，基于训练样本和预设的萤火虫算法，同时对频率变化率自回归模型的权重参数和频率偏移量自回归模型的权重参数进行整定，包括：
[0020]初始化萤火虫算法参数，随机生成初始的萤火虫种群；基于初始的萤火虫种群，对频率变化率自回归模型和频率偏移量自回归模型进行初始化，得到初始化后的自回归信号预测模型；
[0021]将训练样本输入到自回归信号预测模型，获得频率变化率预测值和频率偏移量预测值；
[0022]基于频率变化率预测值
、
频率偏移量预测值和目标函数，对初始的萤火虫种群进行更新，并基于更新后的萤火虫种群，对频率变化率自回归模型的权重参数和频率偏移量自回归模型的权重参数进行更新
。
[0023]第二方面，本专利技术实施例提供了一种电网惯量模拟的弹性控制装置，包括：
[0024]获取检测模块，用于实时获取并存储电网的频率变化率和频率偏移量，并实时检测电网是否遭受拒绝服务攻击；
[0025]预测模块，用于当检测到电网遭受拒绝服务攻击时，基于历史时刻的历史频率变化率和历史频率偏移量，对电网的当前频率变化率和当前频率偏移量进行预测，得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值；
[0026]控制模块，用于根据频率变化率预测值和频率偏移量预测值，对处于拒绝服务攻击下的电网进行惯量模拟控制
。
[0027]第三方面，本专利技术实施例提供了一种控制装置，包括存储器
、
处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的弹性控制方法的步骤
。
[0028]第四方面，本专利技术实施例提供了一种弹性控制系统，该系统包括微电网控制中心和第三方面所述的控制装置，微电网控制中心通过通信通道向控制装置发送电网的频率变化率和频率偏移量；控制装置在检测到电网遭受拒绝服务攻击时，计算得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值，并基于频率变化率预测值和频率偏移量预测值，对处于拒绝服务攻击下的电网进行惯量模拟控制
。
[0029]第五方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电网惯量模拟的弹性控制方法，其特征在于，包括：实时获取并存储电网的频率变化率和频率偏移量，并实时检测电网是否遭受拒绝服务攻击；当检测到电网遭受拒绝服务攻击时，基于历史时刻的历史频率变化率和历史频率偏移量，对电网的当前频率变化率和当前频率偏移量进行预测，得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值；根据所述频率变化率预测值和所述频率偏移量预测值，对处于拒绝服务攻击下的电网进行惯量模拟控制
。2.
根据权利要求1所述的电网惯量模拟的弹性控制方法，其特征在于，所述基于历史时刻的历史频率变化率和历史频率偏移量，对电网的当前频率变化率和当前频率偏移量进行预测，得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值，包括：基于所述历史频率变化率和所述历史频率偏移量，通过预先训练的自回归信号预测模型对电网的当前频率变化率和当前频率偏移量进行预测，得到频率变化率预测值和频率偏移量预测值；其中，所述自回归信号预测模型包括频率变化率自回归模型和频率偏移量自回归模型
。3.
根据权利要求2所述的电网惯量模拟的弹性控制方法，其特征在于，所述自回归信号预测模型为：其中，表示在
t
时刻的频率变化率，
a
k
表示频率变化率自回归模型的权重参数，
Δ
R
r
(t
‑
k)
表示在
t
‑
k
时刻的频率变化率，
p1表示频率变化率自回归模型的阶数，表示在
t
时刻的频率偏移量，
b
k
表示频率偏移量自回归模型的权重参数，
Δ
f
r
(t
‑
k)
表示在
t
‑
k
时刻的频率偏移量，
p2表示频率偏移量自回归模型的阶数
。4.
根据权利要求2所述的电网惯量模拟的弹性控制方法，其特征在于，所述自回归信号预测模型的训练方法包括：基于训练样本和预设的萤火虫算法，同时对所述频率变化率自回归模型的权重参数和所述频率偏移量自回归模型的权重参数进行整定，得到训练后的自回归信号预测模型；其中，所述训练样本包括多个历史时刻的频率变化率和频率偏移量
。5.
根据权利要求4所述的电网惯量模拟的弹性控制方法，其特征在于，所述萤火虫算法的目标函数如下式所示：其中，
Δ
R
表...

【专利技术属性】
技术研发人员：范辉，李晓军，梁纪峰，李铁成，王磊，于腾凯，戎士洋，崔童飞，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：