【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種微電網安全，尤其是涉及一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法。
技術介紹
1、隨著新能源高滲透率并入微電網，電力彈簧能夠有效解決新能源間歇性和不確定性引起的微電網電壓波動問題。為實現微電網系統中設置的多個電力彈簧協同運行，普遍采用一致性控制方法，通過與相鄰電力彈簧節點交換信息，協同實現系統母線電壓平穩控制，可兼顧通信成本與控制性能。
2、當前，隨著微電網的廣泛應用，大量傳感器與測控裝置接入微電網，同時，第三方應用程序也能夠通過這些網絡靈活地訪問微電網的信息系統，以提供額外的服務。這種接入的便利性也意味著微電網的信息系統有更多的潛在入口點，這些入口點可能被惡意利用，從而增加了微電網遭受網絡攻擊的風險。當交流微電網多電力彈簧一致性控制律受到虛假數據注入攻擊時，微電網電壓波動抑制性能難以確保，嚴重威脅了電力系統的安全。
3、中國專利cn113285496b中，公開了一種基于置信因子的微電網分布式彈性控制方法。基于彈性一致性建立微電網分布式二次電壓無功控制，實現系統無功功率均分和平均電壓恢復的彈性運行。該控制方法基于多代理系統的一致性控制，兼顧正常通信場景和網絡攻擊場景，為分布式二次控制的控制結構設計提供依據，進而提高微電網的運行彈性。但該專利的控制律形式十分復雜，計算量大，這在需要快速響應的微電網系統中會導致控制延遲，影響系統的穩定性和可靠性。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種虛假數據攻
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
3、根據本專利技術的一個方面，提供了一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，方法步驟包括：
4、s1、構建虛假數據注入攻擊下多電力彈簧一致性控制律，以求取得到微電網各節點母線電壓有效值調節量；
5、s2、由微電網各節點母線電壓有效值調節量求取得到微電網各節點母線電壓有效值期望軌跡；
6、s3、選取狀態變量，構建含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型；
7、s4、由微電網各節點母線電壓有效值期望軌跡求取得到狀態變量的期望軌跡；
8、s5、將狀態變量的期望軌跡與狀態變量結合求取得到含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型的輸出變量；
9、s6、構建無源性控制律，并將所述的輸出變量帶入所構建的無源性控制律得到無源性控制律的輸出變量；
10、s7、基于無源性控制律的輸出變量，相應生成用于控制電力彈簧工作狀態的spwm信號，以對虛假數據攻擊造成的母線電壓波動進行抑制。
11、作為優選的技術方案，s1中的多電力彈簧一致性控制律為：
12、
13、其中，為第i節點電壓有效值與電力彈簧無功功率的耦合系數；aij為通信網絡鄰接矩陣節點(i,j)的取值；gi為一致性控制牽制項系數；qes,i(t)、qes,j(t)分別為第i節點、第j節點電力彈簧無功功率，分別為第i節點、第j節點電力彈簧最大無功功率，qes,i,ref為第i節點電力彈簧無功功率參考值。
14、進一步地，多電力彈簧一致性控制律在受到虛假數據注入攻擊時，為：
15、
16、其中，表示虛假數據注入攻擊發生時刻；分別為虛假數據注入攻擊發生時第i節點、第j節點電力彈簧無功功率；表示攻擊注入的虛假能量約束信號；γi表示虛假數據注入攻擊控制系數當γi＝1，表示多電力彈簧一致性控制系統受到虛假數據注入攻擊，當γi＝0，表示多電力彈簧一致性控制系統未受到虛假數據注入攻擊。
17、s3中的狀態變量具體包括電力彈簧濾波電感電流d軸、q軸分量和電力彈簧輸出電壓d軸、q軸分量。
18、作為優選的技術方案，s4中的微電網各節點母線電壓有效值期望軌跡為微電網各節點母線電壓有效值調節量和微電網各節點母線電壓額定值的疊加值：
19、vi*＝vides+δvi(t)，
20、vi*為微電網各節點母線電壓有效值期望軌跡；vides為微電網各節點母線電壓額定值；δvi(t)為微電網各節點母線電壓有效值調節量。
21、作為優選的技術方案，所述s3中的含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型具體為：
22、
23、為x導數；md、mq分別為電力彈簧變換器開關量的d軸、q軸分量；il,d、il,q分別為電力彈簧濾波電感電流d軸、q軸分量；ves,d、ves,q分別為電力彈簧輸出電壓d軸、q軸分量；
24、系統參數矩陣：
25、
26、電力彈簧d軸雙線性矩陣：
27、
28、電力彈簧q軸雙線性矩陣：
29、
30、擾動矩陣：
31、
32、其中，c、lf分別為電力彈簧電容、濾波電感；vdc,d、vdc,q分別為電力彈簧變換器直流側電壓d軸、q軸分量；id、iq分別為微電網線路電流d軸、q軸分量；ω為微電網角頻率；a1為系統阻抗比。
33、進一步地，含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型的輸出變量y的表達式為：
34、
35、其中，x*為狀態變量期望軌跡；δx為狀態變量期望軌跡跟蹤誤差，δx＝x-x*；p為正定對稱矩陣。
36、進一步地，正定對稱矩陣p滿足：
37、
38、作為優選的技術方案，構建無源性控制律時首先定義含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型的輸入變量，包括電力彈簧變換器開關量的d軸、q軸分量，所構建的無源性控制律具體為：
39、δu＝-ky+u*
40、其中，δu為無源性控制律的輸出變量，u*為無源性控制律的輸入變量期望軌跡；k為無源性控制器比例系數；y為雙線性模型的輸出變量。
41、進一步地，電力彈簧變換器開關量是指調節電力彈簧spwm信號的占空比。
42、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
43、1、本專利技術中由求取的各節點母線電壓有效值調節量結合構建的雙線性模型求取得到雙線性模型的輸出變量，再由其帶入到構建的無源性控制律得到無源性控制律的輸出變量進而生成用于控制電力彈簧工作狀態的spwm信號，可實現虛假數據注入攻擊下微電網多電力彈簧閉環控制系統全局漸近穩定至期望工作點，實現了虛假數據注入攻擊下依然維持交流微電網母線電壓穩定，有效抑制了虛假數據注入攻擊引起不利影響。
44、2、本專利技術所構建無源性控制律為：δu＝-ky+u*，該控制律的輸出變量僅為對交流微電網雙線性模型的輸出變量進行乘以一個比例系數，再加上輸入變量期望軌跡的結果。無源控制律的形式簡單、計算量小、動態響應性好，能夠快速響應并形構建期望軌跡，提高了計算效率，同時也可以節約能耗與計算成本。
45、3、本專利技術提出了多電力彈簧的交流微本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，方法步驟包括：
2.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述S1中構建虛假數據注入攻擊下多電力彈簧一致性控制律的過程包括：首先確定多電力彈簧一致性控制律；
3.根據權利要求2所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述多電力彈簧一致性控制律為：
4.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述S3中的狀態變量具體包括電力彈簧濾波電感電流d軸、q軸分量和電力彈簧輸出電壓d軸、q軸分量：
5.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述S4中的微電網各節點母線電壓有效值期望軌跡為微電網各節點母線電壓有效值調節量和微電網各節點母線電壓額定值的疊加值：
6.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述S3中的含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型具
7.根據權利要求6所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述的含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型的輸出變量y的表達式為：
8.根據權利要求7所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述的正定對稱矩陣P滿足：
9.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述S6中的構建無源性控制律時首先定義含多電力彈簧的交流微電網雙線性模型的輸入變量u，包括電力彈簧變換器開關量的d軸、q軸分量：
10.根據權利要求6或9所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述S7中生成的SPWM信號的占空比對應于電力彈簧變換器開關量。
...【技術特征摘要】
1.一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，方法步驟包括：
2.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述s1中構建虛假數據注入攻擊下多電力彈簧一致性控制律的過程包括：首先確定多電力彈簧一致性控制律；
3.根據權利要求2所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述多電力彈簧一致性控制律為：
4.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述s3中的狀態變量具體包括電力彈簧濾波電感電流d軸、q軸分量和電力彈簧輸出電壓d軸、q軸分量：
5.根據權利要求1所述的一種虛假數據攻擊下交流微電網多電力彈簧無源性控制方法，其特征在于，所述s4中的微電網各節點母線電壓有效值期望軌跡為微電網各節點母線電壓有效值調節量和微電網各節點母線電壓額定值的疊加值：
<...【專利技術屬性】
技術研發人員：薛花，王凱，張凌宵，王育飛，于艾清，
申請(專利權)人：上海電力大學，
類型：發明
國別省市：
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