(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111410378.5 (22)申请日 2021.11.25 (71)申请人 国网辽宁省电力有限公司营口供电 公司 地址 115000 辽宁省营口市站前区渤海大 街东40号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 郑薇　隋合轼　陶雪　刘杰　 张德福　贾旭　聂瑾　李宁　 张忠傲　傅冠儒　 (74)专利代理 机构 沈阳晨创科技专利代理有限 责任公司 210 01 专利代理师 张晨 (51)Int.Cl. H02J 3/24(2006.01)H02J 3/00(2006.01) H02J 13/00(2006.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 41/142(2022.01) H04L 67/12(2022.01) (54)发明名称 一种虚假数据攻击下控制系统安全动态事 件触发控制方法 (57)摘要 一种虚假数据攻击下控制系统安全动态事 件触发控制方法， 设计了具有观测器模块， 传感 器模块， 控制器模块， 执行器饱和模块的虚假数 据注入攻击模 型， 同时考虑到通信网络带宽资源 有限的情况而引入动态事件触发机制， 提出了一 种改进的事件触发方案。 该事件触发机制的主要 思想是检测当前的采样信号是否满足预设的触 发算法， 若满足则向控制器传输此次采样的信 号， 否则舍 弃此次采样的信号。 优点： 改进的事件 触发方案保证了系统在全局稳定的前提下能够 安全平稳的运行， 同时减少了冗余信号的传输， 减轻了网络传输的压力， 节省了带宽资源。 此外 引进的观测器模块和执行器饱和模块， 更加贴近 电网运行环 境和需求， 保证网络控制性能且达到 预期的控制效果。 权利要求书4页 说明书9页 附图6页 CN 114709841 A 2022.07.05 CN 114709841 A 1.一种虚假数据攻击下控制系统安全动态事 件触发控制方法， 其包括以下步骤： 步 骤 1 、建 立 基 于 观 测 器 的 区 域 负 荷 频 率 控 制 动 态 线 性 化 模 型 ： 其中： x(t)＝[x1T(t),x2T(t),…xnT(t)]T,y(t)＝[y1T(t),y2T(t)…ynT(t)]Txi(t)＝[Δfi (t),ΔPmi(t),ΔPvi(t),ΔPtie‑i(t), ∫ACEi]T， yi(t)＝[AC Ei, ∫ACEi]T 其中： A,B是系数矩阵， L是观测器增益， u是系统的控制输入， ω(t)为能量有界的扰动 信号； 步骤2： 得 出第i个区域的电力系统动态模型： ACEi(s)＝βiΔfi(s)+ΔPtie‑i(s) 式中Δfi,ΔPdi,ΔPmi,ΔPtie‑i,ACEi分别是各功率区域的频率偏差， 负荷偏差， 涡轮机 输出偏差， 联络线电力变换与区域控制误差； ACEi(s)是ΔPtie‑i(s)和Δfi(s)的结合； βi为频 率的偏差系数: 步骤3： 针对多区域负荷频率控制电力系 统， 引入动态事件触发机制及其延时τ(t)， 建 立模型： 事件触发条件为： 引入动态变量 η(t)， 满足： 其中： t∈[tkh+τk， tk+1h+τk+1) Ω为待求的触发矩阵， x(tkh)为第k次触发时刻的状态值， x(tkh+lh)为第k次触发时刻 后最后一次采样周期时的状态值， τ(t)为第k次采样信号的传输延时； 步骤4： 建立系统虚假数据攻击的模型： 服从伯努利分布的攻击变量ρ(t)满足：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114709841 A 2式中， Prob{ ·}代表的是某个条件发生的概率， E{ ·}是期望算子， 当攻击发生时ρ(t) ＝1， 攻击未发生时ρ(t)＝0， 是常数； 多区域电力系统遭受的虚假数据的攻击模型 是： f(y(t ‑τ(t)))； 在下攻击控制器输入 模型为： 步骤5： 建立执 行器饱和的模型： 饱和函数sat(u(t) )的模型为 饱和函数 可以转化为由线性部分u(t)和非线性部分 组成： 步骤6： 建立 最终模型： 定义系统观测误差 系统的最终模型为： 其中： 步骤7： 确定触发矩阵Ω和控制器增益矩阵K， 观测器系数矩阵L， 具体如 下： 对于给定的 扰动抑制水平γ＞0， 如果存在矩阵P＞0,Q＞0,R1＞0,R2＞0,W＞0， 且存在矩阵H,T,S满足以 下两个不 等式， 则系统满足均方指数 稳定； 其中：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114709841 A 3