【技术实现步骤摘要】
本申请涉及风力发电控制领域，特别是涉及一种针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法、设备、介质及产品。
技术介绍
1、当前，新型电力系统正迅速发展，新能源装机比重持续增加，传感器技术与电力通信管理技术实现了高效的信息流动。然而，由于新能源固有的低惯性、弱阻尼等特性，系统调节变得更加困难。此外，传感器和通信链路容易受到网络攻击的影响，这对电力系统的安全和稳定运行构成了挑战。
2、在新能源中，风力发电占有较高比例。由于控制结构较为简单且缺乏有效的攻击检测手段，风电场容易受到恶意网络攻击，从而运行异常或故障。此外，风力发电机在不同风速区域下将切换控制策略，而这一切换机制容易被攻击者利用。攻击者可以通过篡改转子转速来干扰风力发电机的控制策略切换，从而扰乱其正常运行。风能的不确定性不可避免地会影响并网后的互联电力系统的频率稳定性。因此，分析可能遭受的网络攻击特性及危害，提升风电介入下的负荷频率控制(load frequency control,lfc)系统的网络安全弹性至关重要。已知的网络攻击方法主要针对常规电力系统的负荷频率控制或风机控制装置提出网络攻击，其中具有代表性的攻击为虚假数据注入攻击。这种攻击通过篡改电力系统中联络线功率的测量数据，影响区域控制误差(area control error,ace)，从而干扰lfc中心发出的控制命令，使电网频率不稳定。根据注入攻击信号的方式不同，虚假数据注入攻击可分为缩放攻击、斜坡攻击、正弦攻击、随机攻击等类型。
3、基于上述描述，虽然可以为提升电力系统弹性提供一
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法、设备、介质及产品，可以揭示新型电力系统发展过程中其网络安全的脆弱性以及可能面临的挑战，从而为电力系统建设人员设计出更全面的安全防御策略提供借鉴意义，提升系统总体安全性。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，包括：
4、获取攻击目标区域的参数信息，并结合风电机组发电特性建立偏差模型；所述偏差模型包括：区域频率偏差、区域间联络线功率偏差以及区域控制偏差；参数信息包括风机转子转速和联络线功率量测信息；
5、基于所述偏差模型构建目标区域电网中风电介入下的负荷频率控制模型；
6、攻击者入侵传感器通信信道，采集攻击者入侵时的参数信息，并基于攻击者入侵时的参数信息明确数据关系与约束信息，以用于建立攻击向量生成模型；
7、基于所述负荷频率控制模型定义协同网络攻击模型，并结合所述攻击向量生成模型建立优化模型；
8、采用所述优化模型确定攻击向量，并采用所述攻击向量篡改攻击目标区域的参数信息，得到篡改信息；所述攻击向量为对所述参数信息施加的偏置；
9、将所述篡改信息注入负荷频率控制系统，实现网络攻击，lfc中心根据所述量测值确定区域控制误差，执行控制策略，以调整发电机出力。
10、可选地，所述区域频率偏差表示为：
11、
12、式中，δfi表示区域i的频率偏差，为负荷阻尼系数，为发电机转动惯量，为能源机组输出功率偏差，为负荷偏差，δptie,i为区域间联络线功率偏差，为风机输出功率偏差。
13、可选地，所述区域间联络线功率偏差表示为：
14、
15、式中，为区域间联络线功率偏差，表示区域i和区域j之间的联络线潮流偏差，tij表示区域i和区域j之间的同步系数，δfi表示区域i的频率偏差，δfj表示区域j的频率偏差。
16、可选地，所述区域控制偏差表示为：
17、acei＝βi·δfi+δptie,i；
18、式中，acei表示区域i的控制偏差，βi表示区域i的频率偏差增益，δfi表示区域i的频率偏差，δptie,i为区域间联络线功率偏差。
19、可选地，攻击者入侵传感器通信信道，采集攻击者入侵时的参数信息，并基于攻击者入侵时的参数信息明确数据关系与约束信息，包括:
20、解析vswt机舱控制柜与塔座控制柜通信协议的通信数据，并提取通信数据包中风机转子转速的位置与风机转子转速的值，以确定风机转子转速的数值约束；
21、采集线路功率传感器的通信数据，并提取线路功率传感器的通信数据中的联络线功率数据，以确定区域间联络线功率的范围约束。
22、可选地，所述风机转子转速的数值约束表示为：
23、ωr,min≤ωr≤ωr,max；
24、所述区域间联络线功率的范围约束表示为：
25、δptie,i,min≤δptie,i≤δptie,i,max；
26、式中，ωr表示风机转子角速度，ωr,min表示风机转子角速度ωr的下限，ωr,max表示风机转子角速度ωr的上限，δptie,i为区域间联络线功率偏差，δptie,i,min表示区域间联络线功率偏差δptie,i的下限，δptie,i,max表示区域间联络线功率偏差δptie,i的上限。
27、可选地，所述优化模型为双层优化模型；所述优化模型表示为：
28、
29、s.t.δptie,i,min≤δptie,i+δp≤δptie,i,max
30、δω＝δsωr+δrt,t∈la；
31、ωr,min≤ωr+δω≤ωr,max
32、
33、式中，表示篡改风机转子角速度后区域i的实际控制误差，acei'表示协同篡改联络线功率后区域i的控制误差，即lfc中心观测到的区域i的控制误差；acei表示正常未受攻击时的区域i的控制误差；βi表示区域i的频率偏差增益，为发电机转动惯量，ωr表示风机转子角速度，δs表示针对风机转子角速度的缩放攻击参数，δr表示针对风机转子角速度的斜坡攻击参数，t为当前时刻，tg表示发电机扭矩，δptie,i为区域间联络线功率偏差，δptie,i,min表示区域间联络线功率偏差δptie,i的下限，δptie,i,max表示区域间联络线功率偏差δptie,i的上限，δω表示对原始风机转子角速度施加的偏置，ωr,min表示风机转子角速度ωr的下限，ωr,max表示风机转子角速度ωr的上限，la表示可行攻击时段，δp表示对原始联络线功率测量施加的偏置，δp′表示最终对联络线功率测量施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法包括：
2.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述区域频率偏差表示为：
3.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述区域间联络线功率偏差表示为：
4.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述区域控制偏差表示为：
5.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，攻击者入侵传感器通信信道，采集攻击者入侵时的参数信息，并基于攻击者入侵时的参数信息明确数据关系与约束信息，包括:
6.根据权利要求5所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述风机转子转速的数值约束表示为：
7.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述优化模型为双层优化模
8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法。
...【技术特征摘要】
1.一种针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法包括：
2.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述区域频率偏差表示为：
3.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述区域间联络线功率偏差表示为：
4.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，所述区域控制偏差表示为：
5.根据权利要求1所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协同网络攻击方法，其特征在于，攻击者入侵传感器通信信道，采集攻击者入侵时的参数信息，并基于攻击者入侵时的参数信息明确数据关系与约束信息，包括:
6.根据权利要求5所述的针对风电介入下的负荷频率控制系统的协...
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