[发明专利]基于逆向行为重构的负荷频率容错控制系统及方法

说明书

一种基于逆向行为重构的负荷频率容错控制系统，信息采集模块：利用设置在被控系统的传感器采集感知被控系统的运行参数，根据接收的运行参数产生对应的被控系统输出量y'(t)。控制器库模块针对预计的信息/物理故障，设计对应的控制器以保证故障系统的动态性能，形成控制器库，基本控制器库中控制器数量为M+N；逆向行为重构模块根据被控系统输出量y'(t)、控制指令u'(t)以及控制器库，以并行方式逆向重构被控系统的动态行为，并获得重构的参考输入性能指标计算模块将被控系统输出量y'(t)、重构的参考输入做均方根误差计算，以获得性能指标MSE；控制器选择模块选择与最小的性能指标MSE对应的控制器投入。本发明还提供一种基于逆向行为重构的负荷频率容错控制方法。

技术领域：

本申请涉及互联电网负荷频率主动容错控制技术领域，特别涉及一种基于逆向行为重构的负荷频率容错控制系统及方法。

背景技术：

新型电力系统中不断并网的新能源装机容量显著，而其随机性和不确定性使得系统中各类显性和隐性故障增加，将导致送端电网有功出力显著下降，造成频率显著偏移额定运行点。此外，由于电网信息化程度的不断提高，网络传输过程中的各种不确定性因素(如延时、丢包、黑客攻击)给各类实时控制系统带来新的安全隐患。负荷频率控制(Loadfrequency control,LFC)通过控制区域联络线交换功率，实现系统频率输入偏差到控制器输出控制量之间稳定控制。

运行状态全面感知与实时稳定控制是电力物联网中各类实时控制系统的基本要求。然而，信息子系统与物理子系统的紧耦合，致使恶意网络攻击及突发物理故障，都将导致电力物联网发生结构性改变，此种不确定性已违背鲁棒控制理论中参数小范围波动的假设。传统基于硬件冗余或故障辨识的容错控制策略由于需要依赖精确先验的被控系统参数和大量的运行状态参数，有控制器与被控系统不匹配的风险，导致容错失败。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种不依赖故障辨识的基于逆向行为重构的负荷频率容错控制系统。

还有必要提供一种不依赖故障辨识的基于逆向行为重构的负荷频率容错控制的方法。

一种基于逆向行为重构的负荷频率容错控制系统，包括信息采集模块、控制器库模块、逆向行为重构模块、性能指标计算模块、控制器选择模块：

信息采集模块：利用设置在被控系统的传感器采集感知被控系统的运行参数，根据接收的运行参数产生对应的被控系统输出量y'(t)。

控制器库模块：针对预计的信息/物理故障，设计对应的控制器以保证故障系统的动态性能，形成基本控制器库，其中，基本控制器库中控制器数量为M+N，控制器库Σ_c＝{Σ_c1,Σ_c2,…,Σ_c(M+N)}，控制器库Σ_c表示针对特定运行场景所设计的控制器集合，M是指被控系统具有M种正常工作场景，N是指被控系统具有N种典型故障场景；

逆向行为重构模块：根据被控系统输出量y'(t)、控制指令u'(t)以及已有的控制器库Σ_c，以并行方式逆向重构被控系统的动态行为，并获得重构的参考输入重构的参考输入渐近收敛于理想的参考输入r(t)。

性能指标计算模块：将被控系统输出量y'(t)、重构的参考输入做均方根误差计算，以获得性能指标MSE；

控制器选择模块：选择与最小的性能指标MSE对应的控制器投入，从而实现零试错一次性精准投切。

一种基于逆向行为重构的负荷频率容错控制方法，其步骤如下：