[發明專利]基于欺騙攻擊的多區域電力系統的滑模負荷頻率控制方法

有效

• 申請號: 202011184161.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112234629B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 劉興華;白丹丹;關建偉;同向前
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

基于欺騙攻擊的多區域電力系統的滑模負荷頻率控制方法，包括以下步驟：步驟1，建立基于欺騙攻擊的多區域電力系統負荷頻率控制模型；步驟2，設計觀測器以及滑模面；步驟3，給出安全意義下的漸近穩定性，并對由此產生的滑模動力學進行可達性分析；具有強魯棒性，響應速度快，控制效果良好的優點。

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，具體涉及基于欺騙攻擊的多區域電力系統的滑模負荷頻率控制方法。

背景技術

在多區域聯網電力系統運行過程中，電力負荷的隨機變化和各種外部干擾會嚴重影響系統的穩定性。這種不穩定性會導致系統電壓和頻率的波動，對電力系統的質量產生不良影響，甚至導致電壓或頻率的崩潰。負荷頻率控制(Load frequency control,LFC)是保證有功功率平衡和維持電網頻率穩定的重要手段，其目的是將系統頻率調整到額定值(如50Hz)，并按計劃維持區域聯絡線的交換功率。近年來，隨著多區域互聯電力系統的普及，通過無線通信對電網進行控制和調節具有重要意義。然而，在真實的網絡通信環境中，開放信道總是會遇到嚴重的安全問題。各種網絡攻擊，如拒絕服務攻擊、重放攻擊、欺騙攻擊等已成為電網的顯著威脅。因此，多區域聯網電力系統的安全問題應引起高度重視。滑模控制(Sliding mode control,簡稱SMC)作為一種特殊的變結構控制，具有對模型誤差、參數變化和外界干擾的良好的不敏感性。系統在滑模面上的運動被稱為滑動模態，在滑動模態上的被控系統是具有強魯棒性。由于滑模變結構控制的特性和參數只依賴于所設計的開關超平面，與外界干擾無關，因此滑模變結構控制具有很強的魯棒性。近年來，滑模變結構方法越來越受到重視，并廣泛應用各種系統。其設計目的為：

①滑動模態存在；②不在滑模面s(t)上的運動軌跡能夠在一定時間到達滑模面上s(t)；③被控系統能夠保證良好的性能指標。

以下是SMC的優缺點。

1)SMC的優點：能夠克服系統的不確定性,對干擾和未建模動態具有很強的魯棒性，尤其是對非線性系統的控制具有良好的控制效果。由于變結構控制系統算法簡單，響應速度快，對外界噪聲干擾和參數攝動具有魯棒性，在控制領域得到了廣泛的應用。

2)SMC的些缺點：當狀態軌跡到達滑動模態面后，難以嚴格沿著滑動模態面向平衡點滑動，而是在其兩側來回穿越地趨近平衡點，從而產生抖振，這也是滑模控制實際應用中的主要障礙。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供基于欺騙攻擊的多區域電力系統的滑模負荷頻率控制方法，解決了多區域電力系統在網絡攻擊的情況下不能穩定運行的問題；具有強魯棒性，響應速度快，控制效果良好的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：基于欺騙攻擊的多區域電力系統的滑模負荷頻率控制方法，包括以下步驟：

步驟1，建立基于欺騙攻擊的多區域電力系統負荷頻率控制模型；

步驟2，設計觀測器以及滑模面；

步驟3，給出安全意義下的漸近穩定性，并對由此產生的滑模動力學進行可達性分析。

所述的步驟1，用線性化模型來表示接近正常運行點的系統，首先，可得到如下數學模型：