本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法。
背景技术：
近年来，网络控制系统的安全控制问题成为一大研究热点，网络控制系统往往采用分布式控制方式，采集的动态信息以及各类控制信号通过网络进行传输，这就势必会增加网络攻击的可能性。与此同时，随着电力系统规模越来越大，电网之间的互联也越来越强，而负荷频率控制作为电力系统稳定运行的一种重要控制手段也成为人们关注的焦点。
在多区域电力系统负荷频率控制系统中，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，增加控制的时效性就显得尤为必要。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。
技术实现要素：
本发明针对现有的技术不足，提供一种dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法，不仅考虑到安全控制问题，而且为了节省带宽资源而引入事件触发机制，从而保证系统更加平稳、安全的运行，同时也降低了控制器控制信号的更新频率，减轻了通信压力，节省了带宽以及通信所需的能源。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种dos攻击下负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法，包括以下步骤：
步骤一、建立dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统数学模型：
其中：
x(t)＝[x1(t)x2(t)…xn(t)]t,
i1,n＝[nt,nt+toff),i2,n＝[nt+toff,nt+t),rk,n＝[tk,nh,tk+1,nh)
δpl为负荷的功率偏差，tk,nh,tk+1,nh分别是最近一次以及下次满足触发条件被发送至控制器端的采样信号的采样时刻，a,b,d是系数矩阵，k是待求的控制器增益矩阵，
步骤二、针对dos攻击下的多区域电力系统负荷频率控制系统，引入事件触发机制及其时延τk,n(t)，建立最终模型：
事件触发机制触发条件为：
其中：
ω为待求触发矩阵，x(tk,nh)为第k次触发时刻的状态值，x(tk,nh+h)为第k次触发时刻后一个采样周期时的状态值，τk,n(t)为第k次采样信号的传输时延。。
最终模型为：
步骤三、确定触发矩阵ω和控制器增益矩阵k，具体如下：
对给定的dos周期参数t和非攻击区间长度参数toff以及预先设定的可调参数αi,μi,σ,h,δi,εi,χi,ηi,如果存在矩阵xi＞0,qi＞0,ri＞0,zi＞0和ω＞0,且存在矩阵y,mi,ni,si,i∈{1,2}满足以下矩阵不等式，则系统满足全局指数稳定。
其中：
σ11＝x1at+ax1+2α1x1+q1+he(m11+n11),
σ51＝x1dt+m15+n15,σ52＝-n15+s15,σ53＝-m15-s15,
xi,y均为待求矩阵，*是矩阵中与之对应的转置项，d为负荷功率偏差的系数矩阵。
根据上述的矩阵不等式计算出触发矩阵ω和待求矩阵xi,y，计算出控制器增益矩阵
步骤四、建立状态反馈控制器，具体如下：
作为本发明一种dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法的进一步优选方案，在步骤一中，多区域电力系统负荷频率控制系统数学模型是考虑到电力系统安全控制问题而引入dos攻击后建立动态模型。
作为本发明一种dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法的进一步优选方案，在步骤二中，事件触发机制触发算法为：
其中：
ω为待求触发矩阵，x(tk,nh)为第k次触发时刻的状态值，x(tk,nh+h)为第k次触发时刻后一个采样周期时的状态值，τk,n(t)为第k次采样信号的传输时延。
作为本发明一种dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法的进一步优选方案，在步骤二中，最终模型具体为：
作为本发明一种dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法的进一步优选方案，在步骤二中，多区域电力系统负荷频率控制系统数学模型是考虑通信延时的负荷频率控制的动态模型。
本发明采用的以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术优势：
本发明考虑到安全控制问题而引入dos攻击建立切换系统模型；考虑到带宽资源有限的现状而引入事件触发机制，事件触发机制只与当前采样信号和上一次触发信号有关，当采样信号不满足触发条件时，将采样信号发送到控制器端，否则，则不发送当前采样信号；在保证系统全局稳定的前提下，使系统能安全、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。
附图说明
图1是本发明的系统状态反馈控制器设计流程图；
图2是多区域电力系统负荷频率控制方案中相邻两区域的动态模型；
图3是事件触发器工作原理图。
具体实施方式
图1是本发明的系统状态反馈控制器设计流程图，流程图主要用来说明状态反馈控制器的设计步骤。图2是多区域电力系统负荷频率控制方案中相邻两区域的动态模型，其动态模型主要用来建立系统的数学模型。图3是事件触发器工作原理图，其工作原理只与当前采样信号和上一次触发信号有关，若当前采样信号不满足触发条件时，将采样信号发送到控制器端，否则，则不发送当前采样信号。一种dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统的安全事件触发控制方法的具体如下：
1、建立dos攻击下多区域电力系统负荷频率控制系统数学模型：
其中：
x(t)＝[x1(t)x2(t)…xn(t)]t,
i1,n＝[nt,nt+toff),i2,n＝[nt+toff,nt+t),rk,n＝[tk,nh,tk+1,nh)
δpl为负荷的功率偏差，h为采样周期，tk,nh,tk+1,nh分别是最近一次以及下次满足触发条件被发送至控制器端的采样信号的采样时刻，a,b,d是系数矩阵，k是待求的控制器增益矩阵，
δfi(t),
2、引入事件触发机制及通信时延τk,n(t)后建立最终模型
事件触发机制的触发条件为：
其中：
ω为待求触发矩阵，x(tk,nh)为第k次触发时刻的状态值，x(tk,nh+h)为第k次触发时刻后一个采样周期时的状态值，τk,n(t)为第k次采样信号的传输时延。
最终模型：
(1)式表明：触发条件只与当前采样信号和前一次触发信号有关，当满足预先设定的触发条件时，则将当前采样信号发送至控制器端，并由控制器更新一次控制信号。
(2)式是根据文献dongy,tiane,hanql.adelaysystemmethodfordesigningevent-triggeredcontrollersofnetworkedcontrolsystems[j].ieeetransactionsonautomaticcontrol,2013,58(2):475-481.中提出的区间剖分的方法得到；
本发明的目的是引入dos攻击以及事件触发机制而建立最终的切换系统模型(3)，并对其进行设计与分析，与传统的网络控制系统设计相比，本发明考虑到安全控制问题，引入一种具体的网络攻击完成了模型的建立，与传统的周期采样相比，由于事件触发机制的引入，减少了采样信号的发送次数，进而减少了控制信号的更新频率，减轻了通信压力，节约了宝贵的带宽资源。
3、定理：
对给定的dos周期参数t和非攻击区间长度参数toff以及预先设定的可调参数αi,μi,σ,h,δi,εi,χi,ηi,如果存在矩阵xi＞0,qi＞0,ri＞0,zi＞0和ω＞0,且存在矩阵y,mi,ni,si,i∈{1,2}满足以下矩阵不等式，则系统满足全局指数稳定。
其中：
σ11＝x1at+ax1+2α1x1+q1+he(m11+n11),
σ51＝x1dt+m15+n15,σ52＝-n15+s15,σ53＝-m15-s15,
xi,y均为待求矩阵，*是矩阵中与之对应的转置项，d为负荷功率偏差的系数矩阵。如果同时满足上述矩阵不等式的情况下有可行解，则可求出触发矩阵ω与控制器增益矩阵k。
根据以上条件，使用matlab线性矩阵不等式工具箱直接计算出矩阵ω,x和y，计算出控制器的增益矩阵k＝yx-1。
4、建立状态反馈控制器
本领域技术人员容易理解，以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，并不用以限制本发明，凡是在本发明精神和原则之内所做的修改、改进和等同代换等均应包含在本发明的保护范围之内。