蓄意流量攻击下基于确定网络演算的互联电网自适应负荷频率控制策略

蓄意流量攻击通过抢占有限的网络带宽降低正常数据流的时效性.对于网络化负荷频率控制(load frequency control,LFC),流量攻击将造成稳定裕度下降、频率偏差幅度上升甚至越限事故.现有控制方案一般采用单一且固定的控制器保证最大攻击强度下的渐进稳定性,存在设计约束多、保守性大的缺点.因此提出了一种跟随攻击强度自适应调整控制器增益的LFC策略.首先,基于确定性网络演算,得到了无攻击场景下数据流传输延时上边界,并预设了一系列表征不同攻击强度的传输延时范围.其次,通过构造Lyapunov泛函,推导了针对每个攻击强度的控制器设计准则.最后,基于切换控制理论,确定了所提自适应方案所能容忍的...

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Bibliographic Details
Published in电力系统保护与控制 Vol. 51; no. 13; pp. 70 - 81
Main Authors 张亚健, 彭晨, 许东, 杨挺, 郑敏
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 上海大学机电工程与自动化学院,上海 200444%许继电气股份有限公司,河南 许昌 461000%天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072 01.07.2023
Subjects
load frequency control
自适应控制
确定网络演算
流量攻击
deterministic network calculus
cyber physical system
adaptive control
电力信息物理系统
traffic attack
负荷频率控制
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Summary:蓄意流量攻击通过抢占有限的网络带宽降低正常数据流的时效性.对于网络化负荷频率控制(load frequency control,LFC),流量攻击将造成稳定裕度下降、频率偏差幅度上升甚至越限事故.现有控制方案一般采用单一且固定的控制器保证最大攻击强度下的渐进稳定性,存在设计约束多、保守性大的缺点.因此提出了一种跟随攻击强度自适应调整控制器增益的LFC策略.首先,基于确定性网络演算,得到了无攻击场景下数据流传输延时上边界,并预设了一系列表征不同攻击强度的传输延时范围.其次,通过构造Lyapunov泛函,推导了针对每个攻击强度的控制器设计准则.最后,基于切换控制理论,确定了所提自适应方案所能容忍的最大攻击强度变化频率.仿真表明,与现有控制方案相比,所提方法的频率偏差幅度可下降12.60%,区域控制误差的绝对值误差积分可下降10.85%.
ISSN:1674-3415
DOI:10.19783/j.cnki.pspc.221459