[发明专利]一种DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的安全控制方法

说明书

本发明提供一种DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的安全控制方法，所述方法包括建立基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；引入未知周期DoS攻击，建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；引入弹性事件触发机制，建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型和事件触发机制的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；求解触发矩阵及控制增益矩阵；建立DoS攻击下多机电力系统的控制器。保证系统平稳安全运行的同时也减少了冗余信号的传输量，减轻了通信网络的传输压力，节省了有限的网络带宽资源。

技术领域

本发明涉及电力系统控制器领域，尤其涉及一种DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的安全控制方法。

背景技术

近年来，在网络化控制系统的安全控制问题成为自控界一大研究热点的同时，马尔可夫跳变系统的安全控制问题也逐渐受到了广泛关注。马尔可夫跳变系统是一般系统由单模态到多模态的推广，它可以描述大量的实际系统，并且在电力系统中得到了广泛的应用。同时，随着网络的开放程度越来越高，遭受恶意攻击的可能性也就随之增加。网络攻击主要分为欺骗攻击和拒绝服务攻击等。其中，拒绝服务攻击出现的可能性最大，其目的是占用通信信道，阻断正常通信，从而导致跳变系统的不稳定。

同时，随着电力系统规模的不断扩大，电网之间的互联性也越强。而负荷频率控制作为电力系统稳定运行的一种重要手段也成为人们关注的焦点。在基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统中，多个节点共同使用同一带宽资源，如何节省带宽，增加系统的时效性显得的尤为重要。

传统的周期采样方式会产生大量冗余信号，增加网络压力，因此，如何设计有效的控制策略，在保证系统的稳定的条件下，减少数据包的发送量，节省带宽资源成为了眼下急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的安全控制方法，通过使用弹性事件触发机制，保证系统平稳安全运行的同时也减少了冗余信号的传输量，减轻了通信网络的传输压力，解决了传统的周期采样方式会产生大量冗余信号的问题。

本发明提供一种DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的安全控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：建立基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；

步骤二：引入未知周期DoS攻击，建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；

步骤三：引入弹性事件触发机制，建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型和事件触发机制的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；

步骤四：求解触发矩阵及控制增益矩阵；

步骤五：建立DoS攻击下多机电力系统的控制器。

进一步改进在于：所述步骤一中建立多机电力系统负荷频率控制系统模型步骤包括基于马尔可夫跳变模型，建立多机电力系统负荷频率控制系统；所述建立DoS攻击下多机电力系统负荷频率控制系统模型步骤包括：建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统模型；所述建立DoS攻击下多机电力系统负荷频率控制系统最终模型步骤包括：建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统最终模型。

进一步改进在于：所述DoS攻击模型为非周期DoS攻击模型，包括：其中，a_n表示第n个无攻击区间开始，信号传输正常，a_n c_n表示无攻击区间长度，a_n+c_n是第n个攻击开始时刻，攻击时序满足a_n+1＞a_n+c_n。