[发明专利]一种微电网经济控制系统及其数据篡改攻击的抵御方法

说明书

本发明公开了一种微电网经济控制系统及其数据篡改攻击的抵御方法，包括电压电流测量模块、派克变换模块、功率计算模块、边际成本计算模块、一次控制模块、二次控制模块、自适应投切模块、网络信息传输模块、电压外环PI控制模块、电流内环PI控制模块、SPWM模块，各个模块相互配合，实现微电网经济稳定运行的功能。一次控制模块实现微电网电压和频率稳定以及经济运行；二次控制模块对一次控制模块进行补偿，实现无差控制；自适应投切模块实现分布式电源自适应加入、退出经济控制；网络信息传输模块用于建立经通信网络传输后控制变量的数据延时和潜在篡改攻击模型。本发明适用于通过逆变器接入微电网的分布式电源，可提高微电网在潜在网络攻击下的安全性。

技术领域

本发明涉及电力系统微电网技术领域，尤其是指一种微电网经济控制系统及其数据篡改攻击的抵御方法。

背景技术

业内习知，微电网是指由多个分布式电源、储能、能量转换装置、负荷组成的小型电网，它作为未来电网的重要一环，其高效灵活的运行方式，能够解决大规模分布式电源的大规模接入问题，使传统电网逐步向智能电网转型。随着微电网控制技术的发展，在满足安全稳定运行约束下，人们对微电网的经济运行提出了更高的要求。考虑到各类分布式电源发电成本不一，最大输出功率不同，在保证系统安全稳定运行的基础上，实现系统总运行成本最低显得尤为重要。此外，相邻分布式电源之间互相通信，在保证系统稳定性的同时，也使得大量的网络控制信息暴露于网络各条通信线路上。为此，抵御局部的网络攻击，避免错误数据破坏系统整体稳定，是分布式微电网面临的又一重大挑战。

面对上述的问题，基于现有的分布式微电网分层控制模型，包括一次控制、二次控制、三次控制，部分解决方案是将微电网的经济性问题放置于三次控制中，或是将二、三次控制相结合，此类方案都需要增添新的控制环节。此外，对于分布式电源之间的通信，大部分控制方法缺乏考虑潜在的信息攻击所造成的影响，或是虽有所考虑，但所提出的应对方法，需要对错误数据加以识别。在实际高通信频率下，难以满足计算速度上的要求。综合上述的问题，在潜在数据篡改攻击下，对于分布式微电网经济稳定运行，需要提出一种简单可执行、能够节省计算资源的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，基于传统的微电网分层控制模型，提出了一种全新的、简单可执行的、鲁棒的微电网经济控制系统及其数据篡改攻击的抵御方法，解决了传统分布式微电网分层控制中缺乏考虑的经济控制以及潜在的网络攻击问题，能够在原有的分层控制模型基础上，通过建立一定的通信冗余关系，并对极端数据鲁棒剔除，使得微电网系统在遭受信息篡改攻击时仍能维持经济稳定运行。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种微电网经济控制系统，所述微电网是指由多个分布式电源、储能、能量转换装置、负荷组成的小型电网；所述经济控制系统是指对每个分布式电源中的逆变器进行控制，调节分布式电源出力，使得在安全稳定的前提下运行成本最低，其包括：

电压电流测量模块，用于实现分布式电源输出的电压、电流值的测量功能；

派克变换模块，用于实现电压、电流值在abc轴与dq0轴的坐标变换功能；

功率计算模块，用于计算分布式电源输出的有功功率和无功功率；

边际成本计算模块，用于根据分布式电源输出的有功功率，计算其发电的边际成本；

一次控制模块，是在传统的下垂控制的基础上，增加对分布式电源的边际成本的考虑，基于等微增率原理，实现微电网电压和频率稳定以及经济运行的功能；

二次控制模块，用于补偿一次控制模块所引起的电压和频率偏差，实现微电网在电压和频率上无差控制的功能；

自适应投切模块，用于实现分布式电源自适应加入和退出经济控制功能；

网络信息传输模块，用于建立经通信网络传输后控制变量的数据延时和潜在篡改攻击模型；