[发明专利]非线性直流微电网弹性控制方法

说明书

本申请提供了一种非线性直流微电网弹性控制方法，涉及电力系统控制器设计技术领域。所述方法包括：建立在DoS攻击下基于事件触发机制的直流微电网控制系统模型，所述直流微电网包括Q个恒功率负载系统和一个储能系统；获取使所述直流微电网控制系统模型稳定运行的条件；求解触发矩阵及增益矩阵，确定控制器增益；以及构建控制器，并根据所述控制器对所述非线性直流微电网进行弹性控制。本申请在可能出现DoS攻击的情况下，保证系统能安全、平稳的运行，同时减少了冗余信号的传输数量，减轻了网络传输压力，节省了通信所需的能源。

技术领域

本申请属于电力系统控制器设计技术领域，特别涉及一种非线性直流微电网弹性控制方法。

背景技术

随着用户对供电可靠性和电能质量的关注度不断提高，以及太阳能、风能等各种形式的可再生能源大量利用，微电网作为分布式电源接入电网的有效途径得到了国内外学者的广泛关注。微电网中的各类分布式电源，如光伏电池、超级电容和风力发电机等，大多都是输出直流电(或者存在直流的中间环节)；而且众多的家用电器和办公设备等本质上也都需要直流电源才能正常工作。因此，如果微电网以直流作为电能的传输形式，能够减少转化环节，提高能源利用效率。直流微电网中，多种电力电子变流器通过不同的控制方式连接在直流母线上以实现母线电压的稳定。其中有一类功率变流器表现为恒功率特征，呈现负阻抗和非线性特性，对直流微网的稳定性产生不利影响。因此，对恒功率负载的失稳效应最小化是有效控制直流微网的必要条件，为此需要对控制功率缓冲器进行设计来稳定直流微网。

随着恒功率负载数量的增加，从每个恒功率负载到功率缓冲器的点对点通信是不经济的。因此，优选通过通信网络来控制大型分布式直流微网。然而，随着网络的开放性越来越高，这就势必会增加网络攻击的可能性。例如，欺骗攻击和拒绝服务攻击(DoS攻击)等，拒绝服务攻击会占用通信通道，消耗网络带宽，导致正常的通信被阻断；信号传输被阻断就可能导致整个电力系统不稳定。如何在有攻击时稳定系统，保障运行，增加控制器的弹性控制性能尤为重要。与此同时，在直流微网系统中，多个节点共用同一有限的带宽资源，如何节省带宽，避免拥堵，增加控制的时效性也很重要。传统的周期采样方式会产生大量的冗余信号，增加网络压力，如何设计有效的控制策略，在保证系统稳定以及人们期望的性能条件下，减少数据包的发送数量，节省宝贵的带宽资源也是眼下急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种非线性直流微电网弹性控制方法，包括：

建立在DoS攻击下基于事件触发机制的直流微电网控制系统模型，所述直流微电网包括Q个恒功率负载系统和一个储能系统；

获取使所述直流微电网控制系统模型稳定运行的条件；

求解触发矩阵及增益矩阵，确定控制器增益；以及

构建控制器，并根据所述控制器对所述非线性直流微电网进行弹性控制。

根据本申请的至少一个实施方式，所述建立在DoS攻击下基于事件触发机制的直流微电网控制系统模型包括：

建立具有Q个恒功率负载系统和一个储能系统的直流微网模型；

在所述直流微网模型中引入DoS攻击模型；以及

在具有DoS攻击模型的直流微网模型中引入事件触发机制。

根据本申请的至少一个实施方式，在所述直流微网模型中引入DoS攻击模型之前进一步包括：

对具有Q个恒功率负载系统和一个储能系统的直流微网模型转换，包括将模型的平衡点移动到原点，构建以储能电流i_es为控制输入的新模型。

根据本申请的至少一个实施方式，所述DoS攻击模型为非周期DoS攻击模型，包括：