[发明专利]多区域互联电力系统的事件触发滑模负荷频率控制方法

说明书

多区域互联电力系统的事件触发滑模负荷频率控制方法，包括以下步骤：步骤1，建立遭受欺骗攻击的多区域电力系统负荷频率控制模型；步骤2，提出事件触发机制，设计观测器以及滑模面，并将事件触发机制融入观测器；步骤3，给出系统H_∞渐近稳定的充分条件，并对由此产生的滑模动力学进行可达性分析；具有降低网络负载，强鲁棒性，响应速度快的优点。基于观测器的滑模控制器驱动系统的轨迹到达设计的滑模面，使系统最终稳定。在此基础上，还引入了事件触发机制，减少控制器更新和节点间通信的频率，从而增加网络节点的使用寿命。

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及多区域互联电力系统的事件触发滑模负荷频率控制方法。

背景技术

多区域互联电力系统在优化资源配置、降低备用容量、降低系统总峰值负荷、提高频率稳定性的同时，即使频率的微小变化也会对互联电网造成严重影响，原因之一是难以估计频率的变化是由负载的多少引起的，其次是联络线上功率变化的面积交换，这将给频率的稳定性带来挑战。负荷频率控制(Load frequency control,LFC)是解决负荷变化引起电网频率变化的重要手段。其主要作用是保证多区域互联电力系统负荷频率的稳定。频率稳定性是系统电能质量的一个重要指标。负荷频率控制的目标主要是通过调整电网频率偏差值和联络线交换功率值来实现的。然而，负载的突然变化可能会导致频率偏差，从而严重影响系统的稳定运行。因此，为了保证电能质量和系统稳定，需要负荷频率控制系统将系统频率调整到额定值，并将区域联络线的交换功率维持在计划值。近年来，随着计算机网络和通信技术的飞速发展，一方面可以提高电力系统的监控效率，促进信息交流。另一方面，这也导致了电力系统可能受到网络攻击，也给网络安全带来了挑战。为了保证系统的安全与稳定，分析网络攻击，研究网络攻击下的网络安全已迫在眉睫。滑模控制(Sliding modecontrol，SMC)技术因其对模型不确定性、外部干扰、参数变化和结构模态变化具有较强的鲁棒性而被认为是一种重要的负荷频率控制方法。滑模控制的重要的优点是鲁棒性，当系统处于滑动模型，对被控对象的模型误差、对象参数的变化以及外部干扰有极佳的不敏感性，即滑模控制可以使系统在存在扰动或者网络攻击的情况下仍然具有很强的鲁棒性。

一般来说，网络控制系统采用周期控制策略，即在离散时间点上等间隔采样。在相邻的两个时间点，由于零阶保持器的影响，控制信号保持不变。利用已有的采样定理实现周期采样控制容易，但也存在许多缺点。例如，会产生大量无用的采样数据，增加网络传输负载，占用网络通信资源。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供多区域互联电力系统的事件触发滑模负荷频率控制方法，事件触发机制可以根据判断规则来决定是否要传输数据，这样可以有效地节省网络资源的占用，降低网络节点的功耗，从而提高网络节点的使用寿命。其设计的基本思想是在保证系统满足性能条件的前提下，当传输的系统信号满足事件发生器设定的条件时，将信号成功发送一次。解决了多区域互联电力系统在欺骗攻击的情况下不能稳定运行的问题；具有降低网络负载，强鲁棒性，响应速度快，控制效果良好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：多区域互联电力系统的事件触发滑模负荷频率控制方法，具有降低网络负载，强鲁棒性，响应速度快的优点，包括以下步骤：

步骤1，建立遭受欺骗攻击的多区域电力系统负荷频率控制模型；

步骤2，提出事件触发机制，设计观测器以及滑模面，并将事件触发机制融入观测器；

步骤3，给出系统H_∞渐近稳定的充分条件，并对由此产生的滑模动力学进行可达性分析。

优选的，具有降低网络负载，强鲁棒性，响应速度快的优点，所述的步骤1具体步骤为：首先，对多区域电力系统的动态模型进行了描述：