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为提升高效、便捷和灵活的电力输配能力,现代电力系统在发电、输电、配电和用电环节均呈现规模日益增大、信息网络深度融入和控制技术广泛嵌入等特点,形成了融合电力物理系统与信息系统的电力信息物理系统(电力CPS)。当电力系统缺乏阻尼产生低频振荡以及工业生产等用电需求导致负荷突变时,电力系统功角和频率稳定性会相应发生改变,进而造成母线电压波动甚至地区停电事故。电力CPS的快速发展促进了同步相量测量技术与广域测量系统的广泛应用,远程测量单元实时采集电网全局信息,通过网络系统使调度控制中心对电力系统进行远程监测和控制,实现电力系统本地控制与网络化远程监控相结合,形成局部控制与全局协调控制共存的分层网络化系统结构,为提高电力系统功角和频率的稳定控制性能提供支撑。电力CPS使用的通信网络主要有以太网、无线通信以及GPS卫星通信等。通信网络带宽有限导致产生网络诱导延时、数据包丢失和错序等问题;同时实际环境存在的多源干扰也给电力系统功角稳定控制带来不可忽视的影响;此外,DoS等恶意网络攻击会造成通信网络和信息系统失效,使得调度控制中心无法对频率偏差进行实时远程监控,从而扩大电力系统频率失稳的故障范围。因此,为提高电力CPS网络化系统对功角和频率的稳定控制性能,降低网络化系统缺陷带来的影响,针对电力CPS功角与DoS攻击下频率的稳定控制问题,本文展开探索研究,主要贡献概括如下:(1)针对电力CPS单发电机组网络化自动电压控制系统中噪声干扰降低发电机功角稳定精度的问题,首先设计了 ZOH和LZOH排序策略以解决数据包错序,然后提出了抑制系统噪声干扰的H2/H∞滤波器设计方法,理论分析了误差系统平均指数稳定性,最后仿真实验验证了网络延时和噪声环境中滤波器在两种排序策略下,根据期望衰减率,能够使发电机功角偏差与转子电角速度偏差趋于稳定,从而提高了功角稳定精度要求。(2)针对电力CPS多区域网络化阻尼控制系统中区域间低频振荡对多发电机组功角稳定性影响的问题,首先考虑通信网络诱导延时以及有限带宽约束,设计了改进的事件触发机制,建立了融合事件触发参数和网络诱导延时的系统模型,理论分析了系统渐进稳定性并给出了稳定性判定条件,然后为了获得时滞稳定范围并降低系统保守性,提出了时滞边界范围、事件触发机制参数和H∞性能指标的协同设计方法,最后仿真实验模拟具有外部扰动以及延时的网络化系统环境,采用设计的鲁棒H∞控制器,验证了多区域发电机组的功角稳定控制性能。(3)针对电力CPS单区域网络化负荷频率控制系统中间断性DoS攻击阻断采样数据通信的问题,首先考虑DoS攻击特性建立了网络化负荷频率控制闭环系统模型,理论分析了系统指数稳定性,给出了指数稳定性条件,然后建立了间断性DoS攻击强度(即DoS攻击与无DoS攻击的时间比例关系)与频率稳定性之间的定量关系,最后仿真实验比较分析了不同DoS攻击强度对电力CPS单区域网络化负荷频率稳定性的影响,验证了所提方法的正确性。(4)针对电力CPS多区域网络化负荷频率控制系统中间断性DoS攻击影响全局采样数据通信问题,首先分析多区域网络化负荷频率控制系统互联结构,然后设计了二次型事件触发器以提高通信效率,进一步分析间断性DoS攻击对事件触发条件的影响,在此基础上建立了闭环切换控制系统模型,理论分析了系统指数稳定性,并给出了 DoS攻击强度与多区域频率稳定性之间的定量关系,最后仿真实验分析比较了在不同DoS攻击强度下,全局数据通信量的变化情况以及负荷频率稳定性所受到的影响,验证了频率稳定性判定指标的指导作用。