电力系统作为国民经济发展的重要支柱,在人们的日常生活和工业生产中扮演着重要角色。负载频率控制作为实现电力系统发电与用电动态平衡的重要手段,对维持系统稳定运行、实现高质量电能输出意义重大。然而,不断更新的电力设备与日益完善的通信技术在给用户提供便利的同时,也对电力系统的负载频率控制提出了许多前所未有的挑战。一方面,电力系统的无线通信方式增加了电力系统的脆弱性,导致无线通信网络容易成为攻击者的攻击目标。另一方面,传统电力系统的负载频率调节方法对化石能源依赖严重,且负载频率的调节速度缓慢。鉴于此,论文提出了包含两道安全防线的负载频率控制策略,即离线弹性控制器设计与在线攻击检测机制建立。同时,论文重点研究了电动汽车参与负载频率的快速调节以及风机入网问题。本论文的主要研究内容分述如下:1.离线弹性控制器设计。鉴于电力系统负载频率控制动态方程中的非线性以及其中的不确定参数,建立了区间二型T-S模糊模型。考虑到电力系统中潜在的跨层拒绝服务攻击,提出了一种弹性分布式模糊输出反馈控制策略。通过构造区域依赖的Lyapunov函数,推导出了能够保证系统渐近稳定,且区域控制误差信号满足鲁棒性能指标的充分条件,进而求解得到了弹性分布式模糊控制器增益。2.在线攻击检测机制建立。鉴于电力系统各个区域之间的无线通信网络的脆弱性,设计了一种基于可信度的安全分布式负载频率控制策略。该策略在鲁棒控制器的基础上集成了入侵检测机制,能够保证电力系统在遭受错误信息注入攻击时依然能够稳定运行,且具有较好的动态性能。通过定义基于梯度变化的可信度尺度,得到了可信度权重的计算方法,并用以更新系统动态。通过设计自适应阈值函数以隔离存在潜在攻击威胁的无线通信链路。当通信链路被隔离后,缓存器中存储的健康数据将用于补偿通信链路中缺失的传输数据。3.针对传统电力系统负载频率调节速度缓慢的问题,提出了有电动汽车参与的分布式经济模型预测负载频率控制方案,以提高负载频率控制的动态性能。考虑到电动汽车可能遭受的错误信息注入攻击威胁,设计了一种基于可信度的分布式频率估计策略,用以检测被攻击的电动汽车。在该频率估计策略中,每辆电动汽车可以通过毗连电动汽车的频率估计值与变电站的频率测量值来识别毗连电动汽车的异常行为。为了聚合大数量电动汽车参与负载频率调节以实现快速性,提出了一种大功率负载频率调节容量的聚合方法。该方法通过设计各个电动汽车的充电序列来最大化聚合商收益函数,能够在满足电动汽车车主的用车需求的前提下,最大化负载频率调节功率。4.针对传统电力系统对化石能源依赖严重的问题,探索了将风机发电系统集成到传统的发电模式中的可行性,并设计了分布式经济模型预测控制策略。考虑到电力系统各个区域之间无线通信网络的脆弱性,设计了一种基于模型的χ2入侵检测单元。为了减轻执行分布式模型预测控制策略的计算负担,论文将具有记忆功能的事件触发条件与最大允许时间间隔相结合,很好地改进了现有的事件触发机制。