[发明专利]一种DoS攻击下负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法

说明书

本发明公开了一种DoS攻击下负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法。针对多区域电力系统负荷频率控制系统可能会遭受网络攻击的现状，考虑到安全控制问题而引入DoS攻击建立切换系统模型；同时，考虑到带宽资源有限的现状而引入事件触发机制，该事件触发机制的主要思想是检测当前采样信号是否满足预先设定的触发算法，若不满足，则向控制器传输此次采样信号，否则舍弃此次采样信号；以上两点的改进保证了系统在全局稳定的前提下能够安全、平稳的运行，同时减少了冗余信号的传输数量，减轻了网络传输压力，节省了带宽资源以及通信所需的能源。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种DoS攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法。

背景技术

近年来，网络控制系统的安全控制问题成为一大研究热点，网络控制系统往往采用分布式控制方式，采集的动态信息以及各类控制信号通过网络进行传输，这就势必会增加网络攻击的可能性。与此同时，随着电力系统规模越来越大，电网之间的互联也越来越强，而负荷频率控制作为电力系统稳定运行的一种重要控制手段也成为人们关注的焦点。

在多区域电力系统负荷频率控制系统中，多个节点共用同一有限的带宽资源，如何节省带宽，避免拥堵，增加控制的时效性就显得尤为必要。传统的周期采样方式会产生大量的冗余信号，增加网络压力，如何设计有效的控制策略，在保证系统稳定以及人们期望的性能条件下，减少数据包的发送数量，节省宝贵的带宽资源也是眼下急需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有的技术不足，提供一种DoS攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法，不仅考虑到安全控制问题，而且为了节省带宽资源而引入事件触发机制，从而保证系统更加平稳、安全的运行，同时也降低了控制器控制信号的更新频率，减轻了通信压力，节省了带宽以及通信所需的能源。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种DoS攻击下负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法，包括以下步骤：

步骤一、建立DoS攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统数学模型：

其中：

X(t)＝[x₁(t) x₂(t) … x_N(t)]^T,

I_1,n＝[nT,nT+T_off),I_2,n＝[nT+T_off,nT+T),R_k,n＝[t_k,nh,t_k+1,nh)

ΔP_l为负荷的功率偏差，t_k,nh,t_k+1,nh分别是最近一次以及下次满足触发条件被发送至控制器端的采样信号的采样时刻，A,B,D是系数矩阵，K是待求的控制器增益矩阵，为状态向量的导数，Δfⁱ(t),Λⁱ(t)分别为各功率区域的频率偏差，发电机的功率偏差，涡轮机的方位值，联络线潮流以及控制误差，T为DoS攻击周期，T_off为非攻击区间长度，β_i为频率的偏差系数。

步骤二、针对DoS攻击下的多区域电力系统负荷频率控制系统，引入事件触发机制及其时延τ_k,n(t)，建立最终模型：

事件触发机制触发条件为：

其中：