[发明专利]基于一致性的分布式电网经济调度注入攻击缓解方法

权利要求书

1.一种基于一致性的分布式电网经济调度注入攻击缓解方法，其特征是，步骤如下：

基于图论的一致性协议；

分布式经济调度算法；

隐蔽攻击作用下分布式经济调度；

分布式经济调度缓解机制。

2.如权利要求1所述的基于一致性的分布式电网经济调度注入攻击缓解方法，其特征是，将分布式电网中的N个发电单元抽象为具有一定智能控制能力的节点将发电单元之间的相互通信等效为连边节点通过连边连接构成通信拓扑图其中连边是一个有序对(v_i,v_j)∈ε，(v_i,v_j)表示节点v_j可以直接接收节点v_i发送的信息，节点v_i的入邻居定义为v_i的出邻居定义为节点v_i的入度和出度分别用和表示，图中的有向路径是指，节点之间的连边组成的路径，满足其中r＝1,2,…,k，若图中任意节点对(v_j,v_i)之间存在一条有向路径，则图是强连通的；

与图相关联的两个随机矩阵W＝[ω_ij]和M＝[m_ij]，其元素设计如下：

权重ω_ij和m_ij在满足W是行随机矩阵，M是列随机矩阵的条件下可以任意选取；

分布式经济调度算法具体包括发电单元成本函数；经济调度成本最小原则；基于一致性的分布式算法：

每一个发电单元发电成本是其发电量的二次函数，即

其中

在满足发电单元供电与负载耗电均衡的情况下使系统发电总成本最小，即

对于第i个发电单元定义边际成本为其上下边界分别为和λ_i，分布式一致性算法遵循等边际成本原则，即lim_k→∞λ_i(k)＝λ^*，则考虑发电量边界情况下，分布式经济调度算法为

其中λ_i,P_i,χ_i分别为第i个发电单元的边际成本，发电量，本地发电量失配估计，∈是迭代学习增益，φ_i是λ_i的函数，具有以下形式：

若不考虑发电量边界，φ_i(λ_i)＝β_iλ_i+α_i。初始条件设定为

对于充分小的迭代学习增益∈0，式(7)(1)中的经济调度算法可以得到式(6)中描述的经济调度问题的最优解，即对于所有有lim_k→∞λ_i(k)＝λ^*,以及lim_k→∞χ_i(k)＝0成立；

隐蔽攻击者可以向广播信息中注入数据，广播信息包括边际成本λ_i和本地发电量失配估计χ_i，能够在不破坏发电和用电均衡的条件下，使系统总的发电成本增加。用和分别表示攻击者向边际成本λ_i和本地发电量失配估计χ_i中注入的数据，则对隐蔽攻击作用建模如下：

由于攻击者注入的数据具有任意性，且为便于分析，首先考虑发电量无界的情况，令B＝diag{β₁,…,β_N}，λ(k)＝[λ₁(k),…,λ_N(k)]^T，χ(k)＝[χ₁(k),…,χ_N(k)]^T，以及则隐蔽攻击作用下分布式经济调度表述为：

x(k+1)＝Ax(k)+B_aa(k)#(4)

其中以及

通过构造隐含层虚拟系统，使虚拟系统与原经济调度系统形成竞争交互机制，减弱或者消除隐蔽攻击注入数据对发电成本造成的影响，隐含层虚拟系统具备以下形式：

令则竞争交互机制表示为

其中符号函数定义为

通过该机制，隐含层虚拟系统可以缓解隐蔽攻击注入的数据对分布式经济调度发电成本造成的影响。