课题基金基金详情
基于能量曲面重塑的电网动态安全控制及其在信息阻塞攻击下的优化
结题报告
批准号:
61703347
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
29.0 万元
负责人:
孙健
依托单位:
学科分类:
F0301.控制理论与技术
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王慧维、陈玲、何静、吕世超、高书姣
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
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中文摘要
信息攻击下短时非平稳扰动导致的动态过程严重威胁电网安全,通过设计动态安全控制器,确保电网回到正常稳定状态,是当前电力行业的重大需求。课题针对电网动态安全问题,立足于能量函数和博弈理论,研究过载和控制约束下电网能量和信息阻塞攻击博弈的一般理论与方法,提高电网安全裕度和抵御信息阻塞攻击能力。通过电网物理机理建立电网能量模型,引入过载能量约束和控制器能量曲面重塑机制,将安全问题转化为稳定性问题,提升能量曲面关键状态点增加电网稳定裕度,实现动态安全控制,降低在线计算复杂度。采用稀疏块刻画结构变量的稀疏关联,通过构建电网能量分布体系和能量多面体不变集,评估系统动态安全性,获取信息阻塞攻击博弈收益,建立不完备信息博弈模型,描绘信息攻击人为目的性。通过求解博弈模型均衡,优化控制策略和结构,提高安全控制系统抵御信息阻塞攻击的能力。本课题不仅为提升电网动态安全性开辟新的路径,也推动控制理论在电网中的应用。
英文摘要
The imposed short non-stationary disturbance with cyber-attack severely threaten the safety of power grid. Therefore, dynamic security control for power grid which drive the system to normal steady state is a crucial demand of power industry. To deal with dynamic security problem of power grid, we investigate the theory and methodology of power grid dynamic energy and security control with energy function and game theory under cyber jamming attack for enhancing the grid security and the resilience of dynamic security control system under cyber-attack. We firstly develop an energy function according to power system dynamic mechanisms, and convert security problem to stability problem by introducing overload energy and control energy. The critical point on energy surface is enhanced so as to implement security control and reducing the computational complexity on control. The sparse relation of control system structure is characterized by sparse blocks, the power grid dynamic security is measured by analyzing invariant set of energy polyhedron, so that the utility of game is obtained to establish imperfect game model for depict the human purpose. By solving the game model, we can optimize the structure and strategy of security control system, enhancing the resilience of security control system under cyber jamming attack. This proposal not only offer a new way to strengthen the dynamic security of power grid, but also promote this new application of control theory in power grid.
息攻击下短时非平稳扰动导致的动态过程严重威胁电网安全,通过设计动态安全控制器,确保电网回到正常稳定状态,是维持电网安全稳定的重大需求。课题针对电网动态安全问题,立足于能量函数和博弈理论,研究过载和控制约束下电网能量和信息阻塞攻击博弈的一般理论与方法,提高电网安全裕度和抵御信息阻塞攻击能力。课题围绕研究内容执行了以下探索 ①研究了基于能量函数的系统安全判定方法,针对电网功角稳定,并考虑频率控制系统在信息阻塞共挤下分析系统在高度非线性下安全裕度的测量方法。②针对电网规模大,复杂度高的特点,研究了将系统划分为物理耦合的物理网络互联系统,提出基于分布式控制和分布式学习的融合算法框架,从而降低计算复杂度。③探究了在难以获得大规模复杂电网动态模型情况下,针对负荷频率稳定的无模型安全控制方法,基于强化学习提出了一种集成分布式评价和执行学习的优化控制策略。④基于无模型集成评价和执行的强化学习控制方案以及基于伯努利概率的信息阻塞模型研究了一种安全控制与信息阻塞攻击方之间的博弈模型,并探究了博弈的防御方优化策略和平衡点。⑤基于强化学习安全控制策略,引入一种组稀疏正则,探索了在信息阻塞攻击和机器学习下的控制系统的结构设计方法,并在博弈框架下的优化机制,增强了抵御信息阻塞攻击的能力。本课题不仅为提升电网动态安全性开辟新的路径,也推动了控制理论在电网中的应用。项目资助下共发表了14篇论文,其中SCI论文14篇,申请已受理3项专利,培养研究生两名,超额完成项目指标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
An integrated critic-actor neural network for reinforcement learning with application of DERs control in grid frequency regulation
用于强化学习的集成批评者-行动者神经网络以及 DER 控制在电网频率调节中的应用
DOI:10.1016/j.ijepes.2019.04.011
发表时间:2019
期刊:International Journal of Electrical Power & Energy Systems
影响因子:5.2
作者:Sun Jian;Zhu Zhiqin;Li Huaqing;Chai Yi;Qi Guanqiu;Wang Huiwei;Hu Yu Hen
通讯作者:Hu Yu Hen
Fixed point iteration-based subspace identification of Hammerstein state-space models
Hammerstein 状态空间模型的基于定点迭代的子空间识别
DOI:10.1049/iet-cta.2018.6041
发表时间:2019
期刊:IET Control Theory and Applications
影响因子:2.6
作者:Hou Jie;Chen Fengwei;Li Penghua;Zhu Zhiqin
通讯作者:Zhu Zhiqin
A Phase Congruency and Local Laplacian Energy Based Multi-Modality Medical Image Fusion Method in NSCT Domain
NSCT领域基于相位一致性和局部拉普拉斯能量的多模态医学图像融合方法
DOI:10.1109/access.2019.2898111
发表时间:2019-01-01
期刊:IEEE ACCESS
影响因子:3.9
作者:Zhu, Zhiqin;Zheng, Mingyao;Xiang, Yan
通讯作者:Xiang, Yan
Improved Consensus Conditions for Multi-Agent Systems with Uncertain Topology: The Generalized Transition Rates Case
具有不确定拓扑的多代理系统的共识条件的改进:广义转换率案例
DOI:10.1109/tnse.2019.2911713
发表时间:2020-07
期刊:IEEE Transactions on Network Science and Engineering
影响因子:6.6
作者:Wang Xin;Wang Hui;Li chu;ong;Huang Tingwen;Jurgen Kurths
通讯作者:Jurgen Kurths
Consensus Seeking in Multiagent Systems With Markovian Switching Topology Under Aperiodic Sampled Data
非周期采样数据下马尔可夫切换拓扑多智能体系统的共识寻求
DOI:10.1109/tsmc.2018.2867900
发表时间:2019
期刊:IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems
影响因子:--
作者:Xin Wang;Hui Wang;Chu;ong Li;Tingwen Huang;Jurgen Kurths
通讯作者:Jurgen Kurths
对抗网络攻击的车网互动电网频率智能弹性控制方法研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    孙健
  • 依托单位:
面向网络攻击的V2G电网频率弹性控制及优化方法研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    孙健
  • 依托单位:
面向电网拒绝服务攻击的储能网络结构嵌入与暂态安全控制调度优化
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    孙健
  • 依托单位:
国内基金
海外基金