[發明專利]拒絕服務攻擊下直流微電網的攻擊容忍控制方法

在審

• 申請號: 202110768313.1
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113488980A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 胡松林;楊馥伊;岳東;陳小莉;解相朋;張懷品
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J1/14
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

拒絕服務攻擊下直流微電網的攻擊容忍控制方法，包括：建立在DoS攻擊下的直流微電網控制系統模型，所述直流微電網包括Q個恒功率負載系統和一個儲能系統；獲取使所述直流微電網控制系統模型穩定運行的條件；求解注入電流控制器增益矩陣，確定注入電流控制器增益；以及構建注入電流控制器，并根據所述控制器對所述直流微電網進行控制。本申請在可能出現DoS攻擊的情況下，保證系統能安全、平穩的運行。

技術領域

本發明屬于電力系統控制器設計技術領域，特別涉及一種拒絕服務攻擊下直流微電網的攻擊容忍控制方法。

背景技術

近年來，隨著用戶對供電可靠性以及電能質量的關注度不斷提高，直流微電網系統的研究和發展得到了國內外學者的廣泛關注。微電網內的各類分布式電源，如光伏電池、風力發電機和燃料電池等產生的電能大部分為直流電(或者非工頻交流電)；并且常用的電器設備，如個人電腦、電動汽車、手機和變空調等本質上也都需要通過適配器轉變成直流電驅動。因此，如果微電網以直流作為電能的傳輸形式，將省去部分交直流變換裝置，減少成本、降低損耗。直流微電網中，多種電力電子變流器通過不同的控制方式連接在直流母線上以實現母線電壓的穩定。其中有一類功率變流器表現為恒功率特征，呈現負阻抗和非線性特性，對直流微電網的穩定性產生不利影響。因此，對恒功率負載的失穩效應最小化是有效控制直流微電網的必要條件，為此需要對控制功率緩沖器進行設計來穩定直流微電網。

隨著恒功率負載數量的增加，從每個恒功率負載到功率緩沖器的點對點通信是不經濟的。因此，優選通過通信網絡來控制大型分布式直流微電網。然而，隨著網絡的開放性越來越高，微電網系統更加容易遭受惡意的網絡攻擊，例如欺騙攻擊和拒絕服務攻擊(DoS攻擊)等。拒絕服務攻擊會占用通信通道，消耗網絡帶寬，導致正常的通信被阻斷，這對直流微電網系統的正常運行造成極大的威脅，甚至使系統失穩。因此，如何在有攻擊時保障系統穩定運行，設計有效的控制策略顯得尤為重要。

現有技術中，如專利CN110277780A非線性直流微電網彈性控制方法，考慮了應對DoS攻擊的直流微電網控制，但對于非線性項采用增廣矩陣的方法進行處理，同時為了節省帶寬資源而增加了事件觸發機制，并且僅基于時不變李雅普諾夫分析技術得出系統模型穩定運行的條件，而無法適用于時變李雅普諾夫的條件，另外直接基于矩陣合同變換求得控制器增益矩陣，導致該專利最終實施時運算結構復雜、運算速度慢、效果并不理想。

發明內容

本發明針對上述背景技術中存在的問題，提出一種拒絕服務攻擊下直流微電網的攻擊容忍控制方法，包括如下步驟：

步驟S1，建立包括Q個恒功率負載系統和一個儲能系統的直流微電網模型，并引入DoS攻擊模型，建立在拒絕服務攻擊下的直流微電網控制系統模型，該模型表示為：

其中，

表示系統的狀態信號，是零初始狀態，是非線性矩陣，A、B_es、D是常數矩陣，K是待求解的控制增益矩陣；

步驟S2，獲取使所述直流微電網控制系統模型穩定運行的條件，即直流微電網控制系統模型在攻擊休眠/活躍切換點進行切換時必須滿足的切換條件；

步驟S3，根據DoS攻擊參數，通過建立線性矩陣不等式求解注入電流控制器增益矩陣，確定注入電流控制器增益；

步驟S4，根據計算得出的注入電流控制器增益、構建注入電流控制器，并根據所述控制器對所述直流微電網進行控制。

進一步地，步驟S1中，包括如下分步驟：

步驟S101，建立具有個恒功率負載系統和一個儲能系統的直流微電網模型；