【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及發電機組網絡安全，具體地，涉及一種基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法及系統，特別涉及一種存在惡意網絡阻塞攻擊下的基于需求驅動的發電機組彈性控制方法。
技術介紹
1、近年來，隨著可再生能源的蓬勃發展，風電、光伏等可再生能源發電的隨機性使得電力系統的平穩調度成為熱點問題。當前電力系統中的主力電廠發電機組已趨近飽和，并且隨著碳達峰碳中和的需求日漸增強，火電機組的增量很難增加，而短期內水電與核電等較為穩定的清潔能源難以彌補電力緊缺的現狀，特別是在夏季空調負荷激增與冬季由于供暖產生的機組功率下降等原因出現的機組出力波動，亟待通常容易被忽略的地方電廠的小功率機組提升出力能力彌補用電高峰的缺額。為了提高電力系統的靈活容量和調峰能力，對地方電廠的小發電機組進行電壓和頻率控制是必要的。
2、近年來，基于網絡通信的調度與控制方案在電力系統中得到了廣泛應用。然而，網絡和異構數字元素的利用使得數據傳輸容易受到各種網絡攻擊，如欺騙攻擊、重放攻擊、偏見注入攻擊、零動態攻擊、拒絕服務攻擊等。與傳統系統的攻擊將其影響限制在網絡層面不同，對電力系統的惡意攻擊可以影響物理世界，造成嚴重的社會和民生問題。因此，在存在惡意攻擊而出現網絡通信不可靠的情況下，對保證電力系統的安全性和可靠性的分析、綜合和設計方法產生了強烈需求。
3、dos(denial?of?service，拒絕服務)攻擊作為一類常見的網絡攻擊，其目的是阻塞網絡通信使得數據包無法傳輸。在電力系統相關研究中，通常針對dos攻擊下的負荷頻率進行控制，但相關研究并未從
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法及系統，能夠提高容許不可靠網絡通信帶來的影響，成本可控且使用方便。
2、本專利技術采用如下的技術方案。
3、第一方面，本專利技術提供了基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，包括以下步驟：建立發電機組輸出電壓和電流表征的狀態空間模型；當網絡通信可靠時，利用建立的狀態空間模型，設計基于需求的調度傳輸機制，對發電機組數據進行處理，去除噪聲和擾動對發電機組數據的影響；當存在網絡攻擊引起的網絡通信不可靠時，設計彈性傳輸機制，對發電機組數據進行處理，實現彈性網絡化安全控制。
4、優選地，所述建立發電機組輸出電壓和電流表征的狀態空間模型，包括以下步驟：提取連接在電網系統的公共耦合點的單臺發電機組，建立在dq坐標下的單臺發電機組的電壓和電流的動態方程；根據建立的dq坐標下的動態方程，分別從d-分量和q-分量的電壓和電流，建立發電機組的動態狀態空間模型。
5、優選地，建立的dq坐標下的動態方程如下：
6、
7、其中，gu?i表示連接在公共耦合點中的第i個節點的發電機組，line?ij表示連接機組i和機組j的線路，t表示時間，vi,dq表示機組i的輸出電壓，vj,dq表示機組j的輸出電壓，iti,dq表示機組i的輸出電流，ili,dq表示負載電流，iij,dq表示機組i和機組j連接的線路電流，lti表示機組i的等效電感，lij表示機組i和機組j連接的線路電感，rij表示機組i和機組j連接的線路電阻，rti表示串聯濾波器等效電阻，cti表示并聯電容，ki表示變壓器轉換率，ω0表示dq模型旋轉速度，vti,dq表示電壓源電壓。
8、優選地，所述根據建立的dq坐標下的動態方程，分別從d-分量和q-分量的電壓和電流，建立發電機組的動態狀態空間模型如下：
9、
10、其中，vi,d表示機組i的輸出電壓的d分量，vi,q表示機組i的輸出電壓的q分量，vti,d表示電壓源電壓的d分量，vti,q表示電壓源電壓的d分量，表示機組i和機組j連接的線路電流的d分量，表示機組i和機組j連接的線路電流的q分量，iti,d表示機組i的輸出電流的d分量，iti,q表示機組i的輸出電流的d分量。
11、優選地，所述當網絡通信可靠時，利用建立的狀態空間模型，設計基于需求的調度傳輸機制，對發電機組數據進行處理，去除噪聲和擾動對發電機組數據的影響，包括以下步驟：根據建立的空間狀態模型設計與傳感器一體的觀測器；通過傳感器實時監測發電機組的機組數據，通過觀測器對實時的機組數據的擾動和噪聲進行處理，得到狀態觀測值；在發電機組的控制中心設計預測器，預測器根據發電機組的機組數據，得到發電機組的狀態預測值；基于狀態觀測值和狀態預測值間的差異構造需求函數，設計基于需求的調度傳輸機制，使得觀測器在滿足需求函數時，向發電機組的控制中心傳輸狀態觀測值，預測器同步接收狀態觀測值，并對狀態預測值進行更新；當控制中心接收狀態觀測值時，將狀態觀測值作為處理后的機組數據；當控制中心未接收狀態觀測值時，將狀態預測值作為處理后的機組數據。
12、優選地，所述當存在網絡攻擊引起的網絡通信不可靠時，設計彈性傳輸機制，對發電機組數據進行處理，實現彈性網絡化安全控制，包括以下步驟：當存在惡意阻塞引起的網絡通信不可靠的情況時，將惡意阻塞建模為滿足持續時間和攻擊頻率的dos攻擊場景；設計彈性傳輸機制，利用觀測器對發電機組數據進行處理，觀測器基于彈性傳輸機制向發電機組的控制中心發送狀態觀測值，實現彈性網絡化安全控制。
13、優選地，在建立狀態空間模型之后，將建立的狀態空間模型轉化為如下模型：
14、
15、y(t)＝cx(t)+ν(t)
16、其中，
17、xij＝ω0lij，
18、zij＝|rij+jxij|。x(t)＝[vi,d,vi,q,iti,d,iti,q]t為狀態向量，為x(t)的一階導數，u(t)＝[vti,d,vti,q]t為輸入向量，y(t)代表vi,d,vi,q,iti,d,iti,q四個測量值，ν(t)表示噪聲，ω(t)＝[ili,d,ili,q]t為擾動；vi,d表示機組i的輸出電壓的d分量，
19、vi,q表示機組i的輸出電壓的q分量，vti,d表示電壓源電壓的d分量，vti,q表示電壓源電壓的d分量，iti,d表示機組i的輸出電流的d分量，iti,q表示機組i的輸出電流的d分量；rij表示機組i和機組j連接的線路電阻，rti表示串聯濾波器等效電阻，lij表示機組i和機組j連接的線路電感，lti表示機組i的等效電感，cti表示并聯電容，ω0本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
6.根據權利要求5所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
9.根據權利要求8所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
10.根據權利要求8所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
11.根據權利要求9所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于
12.根據權利要求11所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
13.根據權利要求12所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
14.根據權利要求13所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
15.根據權利要求14所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
16.根據權利要求15所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
17.根據權利要求16所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
18.利用權利要求1-17中任一項所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法的系統，其特征在于：
...【技術特征摘要】
1.基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
6.根據權利要求5所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
9.根據權利要求8所述的基于需求驅動的發電機組網絡化安全控制方法，其特征在于：
10.根據權利要求8所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹桂州，夏大偉，劉伯康，王星海，卜海波，張少鋒，陳二強，陳俊良，孟凱，薛秀梅，孫源呈，吳振龍，朱輝，程龍，
申請(專利權)人：國網河南省電力公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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