[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

摘要

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。

主权项

1.一种DoS攻击下负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法，其特征在于，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) … xN(t)]T,I1,n＝[nT,nT+Toff),I2,n＝[nT+Toff,nT+T),Rk,n＝[tk,nh,tk+1,nh)ΔP_l为负荷的功率偏差，h为采样周期，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τk,n(t)，建立最终模型：事件触发机制的触发条件为：其中：Ω为待求触发矩阵，X(tk,nh)为第k次触发时刻的状态值，X(tk,nh+h)为第k次触发时刻后一个采样周期时的状态值，τk,n(t)为第k次采样信号的传输时延。最终模型为：步骤三、确定触发矩阵Ω和控制器增益矩阵K，具体如下：对给定的DoS周期参数T和非攻击区间长度参数Toff以及预先设定的可调参数αi,μi,σ,h,δi,εi,χi,ηi,如果存在矩阵Xi＞0,Qi＞0,Ri＞0,Zi＞0和Ω＞0,且存在矩阵Y,Mi,Ni,Si,i∈{1,2}满足以下矩阵不等式，则系统满足全局指数稳定。其中：Σ11＝X1AT+AX1+2α1X1+Q1+He(M11+N11),Σ51＝X1DT+M15+N15,Σ52＝‑N15+S15,Σ53＝‑M15‑S15,Xi,Y均为待求矩阵，*是矩阵中与之对应的转置项，D为负荷功率偏差的系数矩阵；根据上述的矩阵不等式计算出触发矩阵Ω和待求矩阵X_i,Y，计算出控制器增益矩阵步骤四、建立状态反馈控制器