[发明专利]一种微电网频率分布式协同控制方法

说明书

本发明公开了一种微电网频率分布式协同控制方法，属于电力系统技术领域，在基于信息物理系统的虚假数据注入攻击下，包括基于RT‑LAB实时仿真工具OPAL‑RT建立微电网频率分布式协同控制模型，基于DSP设计虚假数据注入攻击下的微电网分布式协同控制算法及二次控制算法，基于OPNET模拟各分布式电源之间实时通讯，模拟虚假数据常值注入，实现微电网中各分布式电源频率最终严格跟踪到参考频率。本发明是实现信息物理融合的虚假数据注入攻击下的微电网频率分布式协同控制方法，达到虚假数据注入攻击下对分布式微电网频率的协同控制，实现微电网频率最终控制到给定频率的目的，从而提高电网的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，更具体地，涉及一种微电网频率控制方法。

背景技术

随着分布式电源(distributed generator，DG)的广泛接入和智能化电网建设的持续发展，有源配电网已逐渐变成一种有源、可控、灵活的信息物理系统(Cyber-physicalsystem,CPS)的配电网。由物理侧电力设备和信息侧网络通信设备组成的有源配电信息物理系统，是实现新能源消纳、可靠稳定地输配电的重要途径。有源配电网信息物理系统的网络安全对于其进一步发展至关重要。然而智能电力设备构筑的感知层和控制层因涉及面广、应用量大的特点，受到网络攻击的风险高。具体表现为全球电力二次系统网络安全事件频发。

微电网作为有源配电网信息物理系统的重要组成部分，也继承了相关特征，存在网络安全风险。在微电网的运行控制中，由于涉及较多控制决策和信息通信技技术，分布式控制非常容易受到网络攻击，网络攻击轻则会使控制算法无法达到控制目标，导致微电网频率和电压发生偏差，重则会导致微电网崩溃，带来严重的后果。

为消除攻击对系统的破坏，研究能够抵御攻击的分布式控制算法具有重要的现实意义。在众多的攻击类型中，虚假数据注入攻击可以在不引起分布式控制器跟踪误差的前提下施加攻击，很难被控制器直接检测并消除，而现实中往往通过建立复杂的评估机制和状态观测器等复杂过程来应对微电网的安全性，如注入量为常值的虚假数据注入攻击(False Data Injection Attacks，FDI)，但是这类方案很难解决分布式微电网的稳定性。经查中国专利文献库，未找到相应的解决方案。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供一种基于信息物理系统的虚假数据注入攻击下的微电网频率分布式协同控制方法，以达到虚假数据注入攻击下对分布式微电网频率的协同控制，实现微电网频率最终控制到给定频率的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种微电网频率分布式协同控制方法，包括以下步骤：

S1：基于RT-LAB实时仿真工具OPAL-RT建立微电网频率分布式协同控制模型；

S2：基于DSP设计虚假数据注入攻击下的微电网分布式协同控制算法及二次控制算法；

S3：基于OPNET模拟各分布式电源之间实时通讯；

S4：模拟虚假数据常值注入，最终严格跟踪到参考频率，进行微电网频率分布式协同控制。

其中，RT_LAB为实时仿真平台软件包，OPAL-RT是实时仿真器，DSP是数字信号处理，OPNET是网络仿真技术软件包。

进一步地，步骤S1所述微电网频率分布式协同控制模型包括两部分：第一部分由通过含电压源换流器的分布式电源、微电网的三相交流负载组成的一次电路模块；第二部分由电压源换流器的脉冲宽度调制脉冲二次控制模块。

进一步地，步骤S1具体包括：在RT-LAB中完成分布式发电集群的仿真模型搭建，实现其物理镜像，并使用目标机拓展其信号输出端口。

其中，电压源换流器为Voltage Source Converter，即VSC。脉冲宽度调制为PWM。