(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111543191.2 (22)申请日 2021.12.16 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114244605 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 电子科技大 学 地址 611730 四川省成 都市高新区西源大 道2006号 (72)发明人 李坚　黄琦　张光斗　鹿超群　 白明金　蔡东升　胡维昊　张真源　 易建波　孙敏　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01)H02J 13/00(2006.01) (56)对比文件 CN 111988303 A,2020.1 1.24 审查员 冯煜 (54)发明名称 一种考虑网络攻击和时变时延的负载频率 控制方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种考虑网络攻击和时变时延 的负载频率控制方法及系统。 该方法包括其特征 在于， 包括： 对电力系统进行区域划分； 根据每个 控制区域内的电信号 以及相应的传输数据构建 负载频率控制模 型； 根据负载频率控制模型构建 电力系统的控制器； 获取考虑虚假数据注入攻击 和拒绝服务攻击的控制输入； 根据考虑虚假数据 注入攻击和拒绝服务攻击的控制输入以及控制 器确定电力系统的动态状态空间模 型； 利用李雅 普诺夫稳定性理论和线性矩 阵不等式确定动态 状态空间模 型的参数， 进而利用确定参数的动态 状态空间模 型进行电力系统的负载频率控制。 本 发明实现了负载频率控制在网络攻击和时变时 滞影响下的精准控制。 权利要求书4页 说明书15页 附图5页 CN 114244605 B 2022.10.11 CN 114244605 B 1.一种考虑网络攻击和时变时延的负载 频率控制方法， 其特 征在于， 包括： 对电力系统进行区域划分； 利用传感器获取每个控制区域内的电信号以及利用相量测 量单元获取每 个控制区域内的传输数据； 根据每个控制区域内的电信号以及相应的传输数据构建负载 频率控制模型； 根据负载 频率控制模型构建电力系统的控制器； 获取考虑虚假数据注入攻击和拒绝 服务攻击的控制输入； 根据考虑虚假数据注入攻击和拒绝服务攻击的控制输入以及控制器确定电力系统的 动态状态空间模型； 利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式确定动态状态 空间模型的参数， 进而利 用确定参数的动态状态空间模型进行电力系统的负载 频率控制； 所述根据每个控制区域内的电信号以及相应的传输数据构建负载频率控制模型， 具体 包括以下公式： 其中， Δfi表示频率偏差， Di表示发电机阻尼系数， Mi表示发电机转动惯量， ΔPtie‑i表示 联络线有功功率偏差， ΔPmi表示发电机机械功率输出偏差， ΔPdi表示负载扰动， ΔPvi表示 阀门位置偏差， Tij表示联络线同步系数， tti表示涡轮时间常数， Tgi表示发电机时间常数， dj (t)表示控制输入的时变延迟， ACEi表示区域控制偏差， βi表示频率偏置因子， τj(t)表示远 程信号时变延迟， t 表示时间， j表示与i 不相等的区域， 表示频率偏差的导数。 2.根据权利要求1所述的一种考虑网络攻击和时变时延的负载频率控制方法， 其特征 在于， 所述 根据负载 频率控制模型构建电力系统的控制器， 具体包括： 利用公式 确定电力系统的控制器； 其中， u(t)表示控制输入向量， K/KPi/KIi均表示PI控制器增益， ui(t)表示第i个区域的 控制输入向量， y(t)表示量测信号， y(t)＝Cx(t)， x(t)表示状态变量向量， 状态变量向量为权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114244605 B 2频率偏差、 联络线有功功率偏差、 发电机机械功 率输出偏 差、 阀门位置偏差以及区域控制偏 差， C表示相关矩阵。 3.根据权利要求2所述的一种考虑网络攻击和时变时延的负载频率控制方法， 其特征 在于， 所述获取考虑虚假数据注入攻击和拒绝 服务攻击的控制输入， 具体包括： 利用公式 确定考虑虚假数据注入攻 击和拒绝 服务攻击的控制输入； 其中， β(t)为伯努利 随机变量， f(y(t))表示攻击向量构造函数， K表示控制器增益矩 阵。 4.根据权利要求3所述的一种考虑网络攻击和时变时延的负载频率控制方法， 其特征 在于， 所述根据考虑虚 假数据注入攻击和 拒绝服务攻击的控制输入以及控制器确定电力系 统的动态状态空间模型， 具体包括： 利用公式 确定动态状态空 间模型； 其中， A、 B、 Adj、 Bdj、 E均为表示相关矩阵， n表示控制区域的个数， τj(t)和dj(t)均表示时 变延迟， ψ(t)表示初始状态变量向量， 当t∈[ ‑τ， 0)时为一个连续向量， w(t)表示外部扰动 输入。 5.一种考虑网络攻击和时变时延的负载 频率控制系统， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 用于对电力系统进行区域划分； 利用 传感器获取每个控制区域内的 电 信号以及利用相量测量单 元获取每 个控制区域内的传输数据； 负载频率控制模型构建模块， 用于根据每个控制区域内的电信号以及相应的传输数据 构建负载 频率控制模型； 电力系统的控制器构建模块， 用于根据负载 频率控制模型构建电力系统的控制器； 实际控制输入获取模块， 用于获取考虑虚假数据注入攻击和拒绝服务攻击的控制输 入； 动态状态 空间模型确定模块， 用于根据考虑虚假数据注入攻击和拒 绝服务攻击的控制 输入以及控制器确定电力系统的动态状态空间模型； 负载频率控制模块， 用于利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式确定动态状态 空间模型的参数， 进 而利用确定参数的动态状态空间模型进行电力系统的负载 频率控制； 所述负载 频率控制模型构建模块具体包括以下公式：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114244605 B 3