CN116436641B 一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法 （西北工业大学）

一种切换事件触发的微电网系统负荷频率本发明提出了一种切换事件触发的微电网DoS攻击情景下和无攻击下微电网负荷频率控制保守性获得了兼顾保守性与复杂性的时滞依赖最后通过实验证明本发明所提控制器设计方法2步骤2，依据所述新型微电网系统模型中的DoS攻击环节步骤3，利用不同区间对应的切换事件触发策略，对所述新型微电网系统模型进行转步骤4，结合切换事件触发策略与划分的不同区间，构造包含时延三次多项式的结合切换事件触发策略与划分的不同区间，构造包含时延三次多项式的Lyapunov_x),(12)φ22.根据权利要求1所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其34pl表示微电网本地控制器比例系数向量，Kil表示微电网本地控制器积分系数向3.根据权利要求2所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其5步骤22，引入时间触发通信策略，并分别设计D区间和S步骤23，根据事件触发策略触发阈值参数以及所述时4.根据权利要求3所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其si=0,Ih,2h,…,kh,…',keN,所有的采样数据包不一定都需要传输给远端控制器，那么5.根据权利要求4所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其和ε2为切换事件触发策略触发阈值参数，Φ为待设计的适当维度的6.根据权利要求5所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其信时延的上界且不一定要满足约束万;结合新型微电网系统模型和不同区间的切换事件触发策略，构造闭环微电网系统模其中，系统状态x(t)的初始状态φ(t0)＝x(t0)，t0为初始时刻，φ(t)为在区间67.根据权利要求6所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其在房(.x)中积分项以及为(t))表示在时变时延η(t)下的系统状态，i(t-n(t))表示在时变时延η(t)下的系统状态的8.根据权利要求7所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其7在se[0,刑不一定i)对于k,(s)<0,vse[0,列],当且仅当存在矩阵xes"和斜对称矩阵ii)对于k,(s)>0,vse[0,d2],当且仅当存在矩阵xes"和斜对称矩阵seR"r9.根据权利要求8所述的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法，其8微电网系统对时延的耐受程度，在时延允许的范围对闭环微电网9[0002]微电网能够有效提高电力系统运行的安全性与可靠性，有利于电力系统抗攻击、区域内的调频发电机的功率维持和负载的实时平衡来维持电力系统的功率稳定和频率稳[0004]文献[HeemelsW,DonkersM,TeelA.PeriodicEvent_TriggeredControlforLinearSystems[C].2013IEEE52ndAnnualConferenceonDecisionandControl件来决定每个采样时刻是否计算和发送新的量测数据[0005]文献[PengC,LiJ,FeiM.ResilientEvent_TriggeringH∞LoadFrequencyControlforMulti_AreaPowerSystemsWithEnergy_LimitedDoSAttacks[J].IEEETransactionsonPowerSystems,2017,32(5):4110_4118]提出了一种针对多区域电力系[0006]文献[YanS,GuZ,ParkJH.Memory_Event_TriggeredH∞LoadFrequencyControlofMulti_AreaPowerSystemsWithCyber_AttacksandCommunicationDelays[J].IEEETransactionsonNetworkScienceandEngineering,2021,8(2):保证维持期望控制性能的前提下节省更多有限[0007]文献[PengC,ZhangJ,YanH.AdaptiveEvent_TriggeringH∞LoadFrequencyControlforNetwork_BasedPowerSystems[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2018,65(2):1685_1694]提出一种针对网络攻击与通信时延下多域电力系统[0008]文献[PengC,SunH.Switching_LikeEvent_TriggeredControlforNetworkedControlSystemsUnderMaliciousDenialofServiceAttacks[J].IEEETransactionsonAutomaticControl,2020,65(9):3943_3949.后文实验对比研究]利用[0009]现有技术记载的前三个方案中均基于量测信号变换程度来决定是否触发量测传[0015]步骤4，结合切换事件触发策略与划分的不同区间，构造包含时延三次多项式的式正/负定判定准则与积分高次不等式放缩技术得到微电网时延构建出DoS攻击情景下和无攻击下微电网负荷频率控制方案，能够使得系统稳定的前提下次判断算法对时延的耐受程度，最后通过实验证明本发明所提控制器设计方法能够在DoS[0021]图1是本发明提供的一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方法的流[0026]图5是本发明提供的场景2的状态相应曲线及简易事件触发通信释放时刻(系统不[0028]图7是本发明提供的场景4的状态相应曲线及自适应事件触发通信释放时刻示意[0032]如图1所示，本发明提供了一种切换事件触发的微电网系统负荷频率安全控制方[0036]步骤4，结合切换事件触发策略与划分的不同区间，构造包含时延三次多项式的式正/负定判定准则与积分高次不等式放缩技术得到微电网时延2ar'表示负载扰动的导数。[0065]假设基于周期触发的传感器采样周期为h，则传感器采样序列可以描述为但实际工况中并不是所有的采样数据包都需要传输给远端ιh)系统状态状态x(sk+ιh)与最近一[t,tr),KEN次传输时刻sk系统状态x(sk)之间的差功传输序列区间[rst1),keN中，依据Doε2。件触发策略能大幅减少数据发送量以节约带宽资源。ACK为通信为通信协议中确认是否收别为各时延区间的待确定权重变量，时延多项式模[0099]FX)中的2个积分项包含为(t)⃞(,t),(i-n(),t)为系统状xes"和斜对称矩阵seR"使得下式成立：[0116]ii)对于Kn(s)＞0,vse[0,d2],当且仅当存在矩阵xes"和斜对称矩阵seR"使得下式成立：[0127](U4)-X2(A2-A)"(A2-A)<0,i=1,2,(19)},触发的负荷频率控制安全控制方法，包括：设计新型微电网系统模型，构建时延高次[0188](1)设计了一种具有拒绝服务攻击感知能力的切换事件触发控制策略，该策略能同阶段选择更适合的触发阈值，有效减少了拒绝服务攻击引起的数据传输丢包带来的影[0189](2)本设计将遭受拒绝服务攻击的微电网系统建模为时延系统，将时变时延稳定[0190](3)本发明利用数值示例和拒绝服务攻击下的微电网系统示例来验证所提出切换[0193]验证依据拒绝服务攻击情景下李雅普诺夫能量泛函而设计的新型时延稳定性判够在该数值示例仿真中得到更大的最大允许时延[0200]本发明通过遭受DoS攻击的微电网系统示例来验证所提出切换事件触发策略的有[0204]本场景模拟了在未遭受DoS攻击的情景下简易事件触发控制策略的控制效果，根据步骤3)可以计算出ε1＝0.2对应的基于事件触发策[0208]本场景模拟了系统因遭受DoS攻击从而产生通信时延情景下，简易事件触发控制响应曲线与简易事件触发动作时刻绘制在图[0210]本场景模拟了现有技术提出的弹性事件触发策略对DoS攻击下微电网系统的控制[0214]本场景模拟现有技术提出的自适应事件触发策略对DoS攻击下微电网系统的控制省有限的通信资源。设定遭受与以上场景相同的DoS攻击长度与攻击频率且M＝2，当发生[0225]