[发明专利]一种孤岛微电网弹性分布式频率和电压恢复控制方法

说明书

本发明公开了一种孤岛微电网弹性分布式频率和电压恢复控制方法，该方法具体包括如下步骤：对于由多个分布式电源组成的逆变器型孤岛微电网，每个分布式电源与相邻的分布式电源进行双向通信，形成稀疏连通的通信网络，任选两个分布式电源分别接收参考阈值信号；在通信网络下基于包容算法对孤岛微电网进行完全分布式二次控制；引入辅助控制信号与包容算法控制信号进行交互结合并基于竞争交互思想进行改进电压和频率恢复控制。本发明在负荷波动、电压参考值上下限的调整、分布式电源的切除、通信时延变化、通信网络攻击等多个场景时具有较优的性能，具有提高孤岛微电网的运行水平和提升孤岛微电网应对虚假数据注入攻击的弹性的优点。

技术领域

本发明涉及微电网控制技术领域，尤其涉及一种孤岛微电网弹性分布式频率和电压恢复控制方法。

背景技术

随着能源转型的逐步推进以及碳中和目标的提出，可再生能源发电在全球进一步得到发展和推广。孤岛微电网作为整合可再生能源发电的重要形式，能够为农村、海岛、军事基地等偏远地区提供安全可靠的清洁电能。孤岛微电网广泛采用分层控制架构保障系统的安全稳定运行，第一层控制采用下垂控制实现分布式电源的有功功率和无功功率均分，第二层控制利用通信网络交互分布式电源之间的频率和电压等电气信息，从而实现频率和电压恢复。与通信网络高度融合的孤岛微电网转变为典型的信息物理系统，面临着网络攻击等极端人为攻击事件的威胁。如何增强应对网络攻击的弹性成为孤岛微电网的新挑战。信息物理系统可能遭受的网络攻击中，以虚假数据注入攻击可能造成的伤害程度为最大，其通过改变传感器和执行器中的真实数据，可能会导致系统不稳定甚至发生更严重的事故。因此，如何抵御虚假数据注入攻击对孤岛微电网分布式频率和电压恢复控制的影响，对于微电网的稳定运行具有重要意义。

此外，由于无功—电压下垂控制是利用分布式电源局部电压变量实现无功功率分配，电压恢复和无功均分有着本质的冲突，需要通过保守的方式进行权衡。为了权衡电压恢复和无功均分这两个目标，现有方法主要控制分布式电源的电压平均值恢复到参考值并实现无功均分，或者控制分布式电源的无功功率平均值恢复到参考值并实现电压恢复。然而这两种方式均存在电压或无功越限的可能，尤其是在线路阻抗不匹配、无功功率变化较大的孤岛微电网中。进一步的，传统一致性算法在通信网络没有遭受攻击的情况下，能够实现孤岛微电网的频率和电压恢复，然而当通信网络受到虚假数据注入攻击时，在传统一致性算法控制下，分布式电源的频率和电压将无法收敛于参考值。因此，如何明确控制电压边界和无功边界，为电压恢复和无功均分提供新的权衡方法，对于提高孤岛微电网的运行水平具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提出一种能够抵御未知有界虚假数据注入攻击的孤岛微电网弹性分布式频率和电压恢复控制方法。

本发明的第二目的在于提供一种存储介质。

本发明的第三目的在于提供一种计算设备。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种孤岛微电网弹性分布式频率和电压恢复控制方法，用于分层控制架构的逆变器型孤岛微电网，所述孤岛微电网设有多个分布式电源，所述孤岛微电网弹性分布式频率和电压恢复控制方法，具体包括如下步骤：

对于由多个分布式电源组成的逆变器型孤岛微电网，每个分布式电源与相邻的分布式电源进行双向通信，形成稀疏连通的通信网络，任选两个分布式电源分别接收参考阈值信号，所述参考阈值信号具体包括电压参考值上限、电压参考值下限、频率参考值上限和频率参考值下限；

在通信网络下基于包容算法对孤岛微电网进行完全分布式二次控制；

所述在通信网络下基于包容算法对孤岛微电网进行完全分布式二次控制，具体步骤包括：

基于包容算法并根据电压参考值上限和电压参考值下限进行电压恢复和无功均分控制，使得分布式电源的电压收敛于由电压参考值上限和电压参考值下限形成的电压凸包内；