【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电场信息安全领域，尤其涉及一种面向风电场篡改攻击的安全控制方法、装置、介质。
技术介绍
1、随着风电装机容量在电网中的占比不断增加，对于风电行业的网络安全技术要求也越来越高。然而，由于建设不完善、要求不严格等问题，目前风电行业的电力监控系统存在许多网络安全盲点。风电场中scada系统与各机组间的通信链路安全是保障风电场运行及电力输出的关键，如果scada系统-机组的通信链路受到攻击，将对风电场发电量及大电网供电平衡造成极大威胁。针对风电场scada系统-机组及机组内部采用的以太网通信链路实施的数据篡改攻击，将直接导致被攻击机组本地控制器及scada系统接收的功率输出信息错误，进而影响整个风电场。
2、现有针对风电场信息安全的防御研究中，基于信息可信度的攻击抑制策略对可受攻击的节点数量有严格限制，且会对通信网络的连通性和性能产生影响；基于安全控制的防御策略主要集中于电网系统，难以应对风电机组运行过程的非线性特性。因此，针对风电场功率分配的信息安全研究仍需进一步探索。因此，面向具有非线性特性的风电场需要一种可以有效抵御功率信息篡改攻击的安全控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种面向风电场篡改攻击的安全控制方法、装置、介质。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、本专利技术提供一种面向风电场篡改攻击的安全控制方法，该方法包括以下步骤：
4、根据风电机组结构建立风电机组动
5、根据数据篡改攻击特征，建立针对风电机组内部通信链路及风电机组-scada系统通信链路上传输的风电机组输出功率的数据篡改攻击模型；
6、针对被攻击风电机组设计估计器，通过动态信号补偿机制估计攻击者注入的错误信息；针对所有风电机组设计分布式安全控制器，针对不同机组做出相应的控制调整，确保各机组及整个风电场在数据篡改攻击下能够正常运行并实现预期的功率输出性能。
7、进一步地，所述风电机组动力学模型的表达式为：
8、
9、其中，ωr为转子角速度，jt为等效转动惯量，ta为气动转矩，kt为阻尼系数，tg为发电机转矩。
10、进一步地，所述风电场系统动态方程为：
11、
12、其中，k＝1，...，n表示风电场中风电机组编号，n为风电机组总数，ωrk(t)，tak，tgk(t)，pgk(t)分别表示第k台风电机组的转子角速度、气动转矩、发电机转矩和输出功率，pf(t)表示整个风电场的输出功率。
13、进一步地，所述数据篡改攻击模型的表达式为：
14、pgia(t)＝pgi(t)+ai(t)
15、其中，pgia(t)表示被攻击后的传感器量测值，pgi(t)表示被攻击前的传感器量测值，ai(t)表示由攻击者注入的错误信息值。
16、进一步地，针对已知的被攻击风电机组，所述估计器的设计方法具体为：
17、设置风电机组的预期参考功率信号为pdi(t)＝pd(t)，其中pd(t)为风电场总预期输出功率的平均分配值，所述风电机组的动力学模型为：
18、
19、其中，i＝1，...，na表示风电场中被攻击风电机组编号，na为被攻击风电机组总数；ωri(t)，tai，tgi(t)，pgi(t)分别表示第i台被攻击风电机组的转子角速度、气动转矩、发电机转矩和输出功率；
20、引入作为ai(t)的估计参数且该参数依据以下规律自适应更新：
21、
22、其中，ka＞0是自适应律增益，l>0表示lipschitz常数，ki＞0表示第i台被攻击风电机组的控制器增益。
23、进一步地，针对已知的被攻击风电机组，所述安全控制器的表达式如下：
24、
25、进一步地，针对已知的未被攻击的正常风电机组，所述安全控制器的设计方法具体为：
26、未被攻击的正常风电机组的预期输出功率参考值随着风电场总的预期输出功率参考值pd与被攻击风电机组补偿后的功率输出值进行动态调整，其被设置为：
27、
28、其中，j＝1，...，n-na表示风电场中正常风电机组编号；
29、所述风电机组正常运行的动力学模型为：
30、
31、其中，ωrj(t)，taj，tgj(t)，pgj(t)分别表示第j台正常风电机组的转子角速度、气动转矩、发电机转矩和输出功率；
32、所述正常风电机组的安全控制器的表达式如下：
33、
34、其中，kj＞0表示第，台正常风电机组的控制器增益。
35、本专利技术还提供一种面向风电场篡改攻击的安全控制装置，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，用于实现上述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法。
36、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现上述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法。
37、本专利技术提出了一种数据篡改攻击下基于信号补偿的风电场安全控制方法，具有以下有益效果：提出了一种解决面向风电机组及风电场攻击建模及防御问题的方法，有效解决了非线性特征下的风电场中的攻防问题。确保风电场中各风电机组的正常运行，提高了风电场的功率输出性能，保证了风电场的发电平衡。
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1.一种面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，所述风电机组动力学模型的表达式为：
3.根据权利要求2所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，所述风电场系统动态方程为：
4.根据权利要求3所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，所述数据篡改攻击模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，针对已知的被攻击风电机组，所述估计器的设计方法具体为：
6.根据权利要求5所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，针对已知的被攻击风电机组，所述安全控制器的表达式如下：
7.根据权利要求4所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，针对已知的未被攻击的正常风电机组，所述安全控制器的设计方法具体为：
8.一种面向风电场篡改攻击的安全控制装置，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，其特征在于，所述处理器执行所述可执行代码时，用于
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，所述风电机组动力学模型的表达式为：
3.根据权利要求2所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，所述风电场系统动态方程为：
4.根据权利要求3所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，所述数据篡改攻击模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法，其特征在于，针对已知的被攻击风电机组，所述估计器的设计方法具体为：
6.根据权利要求5所述的面向风电场篡改攻击的安全控制方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵世一，邓瑞龙，夏金辉，程鹏，杨秦敏，舒元超，余泽，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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