(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211034172.1 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 龙跃　刘启东　李铁山　陈俊龙　 (74)专利代理 机构 电子科技大 学专利中心 51203 专利代理师 曾磊 (51)Int.Cl. H02S 50/00(2014.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/16(2006.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 一种DoS攻击下多区域光伏发电系统的故障 检测方法 (57)摘要 本发明的目的在于提供一种DoS攻击下多区 域光伏发电系统的故障检测方法， 属于光伏发电 领域。 该检测方法基于DoS攻击的先验信息， 设定 弹性事件触发数据传输策略， 并基于该信息传输 策略对传统测量方程进行修正， 同时设计相适应 的故障检测滤波器和残差评价函数， 基于残差评 价函数完成对故障的检测。 该故障检测方法实现 了在DoS攻击的影响下仍能实现故障检测， 同时 减少了对网络带宽的占用。 权利要求书4页 说明书12页 附图5页 CN 115459708 A 2022.12.09 CN 115459708 A 1.一种DoS攻击下多区域 光伏发电系统的故障检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 利用光伏发电系统各区域采集到的发电电流、 回路电流和功率信息， 考虑各区 域光伏发电系统的非线性特性、 互联性， 构建光伏发电系统各子系统的状态空间模型， 包括 各区域的状态方程及测量方程； 步骤2： 在步骤1构建的状态空间模型的基础上， 构建多区域光伏发电系统的增广模型， 包括增广状态方程及增广测量方程； 步骤3： 确定DoS攻击的先验信息， 设定弹性事件触发数据传输策略， 并基于该信息传输 策略， 修正步骤2中的增广测量方程； 步骤4： 根据步骤3修 正后的增广测量方程构建相应的有限频故障检测滤波器； 步骤5： 根据步骤1中测量方程与步骤4中的故障检测滤波器 中测量方程构造残差， 并获 得误差系统； 步骤6： 判断DoS攻击是否可以被检测， 如果可以被检测， 则计算得出步骤4构建的有限 频故障检测滤波器的增益矩阵， 并使得步骤5构 造的残差对扰动具有鲁棒性， 并对故障具有 敏感性； 如果不可以被检测， 则增加约束 条件， 使得构建的故障检测滤波器的增益矩阵对扰 动具有鲁棒 性， 并对故障具有敏感性； 步骤7： 基于步骤6得到的故障检测滤波器的增益矩阵与步骤5构造的残差， 设计残差评 价函数； 步骤8： 根据实际需求， 基于步骤7得到的残差评价函数及DoS攻击对其影响的经验值， 制定阈值及报警策略， 即实时检测得到的残差评价函数值大于预先设定的残差评价函数阈 值， 则报警； 否则不报警， 从而完成故障检测。 2.如权利要求1所述的故障检测方法， 其特征在于， 步骤1中建立状态空间模型的具体 过程为： 状态方程： 测量方程： ya(t)＝Caxa(t) 其中， 角标 为多区域光伏发电系统的子系统编号， xa(t)代表a区域 光伏发电系统的状态向量， xa(t)＝col{xa1(t),xa2(t)}， xa1(t)代表发电电流， xa2(t)代表回 路电流； ya(t)代表a区域光伏发电系统的可测输出功率， ωa(t)代表a区域光伏发电系统 的 随机扰动， fa(t)代表a区域光伏发电系统的系统故障， Fa(x1(t),...xN(t))代表子系统内部 及子系统间耦合的未知有界非线 性特性； 矩阵Aaa、 Hja、 Bωa、 B'a、 B1a、 Ca均为已知的系统矩阵， 表示求导。 3.如权利要求1所述的故障检测方法， 其特征在于， 步骤2中构建增广模型的具体过程 为： 增广状态方程： 增广测量方程： y(t)＝Cx(t)， 其中， x(t)代表N区域光伏发电系统的增广状态向量， y(t)为系统的增广测量方程， x (t)＝col{x11(t),x12(t),x21(t),x22(t),...,xN1(t),xN2(t)}， y(t)＝col{y1(t),...yN(t)}， A,Bω,B1,B',C均为系数矩阵，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115459708 A 2Bω＝diag[Bω1,Bω2,…,BωN],B′＝diag[B′1,B′2,...,B′N], B1＝diag[B11,B12,...,B1N] 。 4.如权利要求1所述的故障检测方法， 其特 征在于， 步骤3的具体过程 为： 基于DoS攻击的先验信息设定弹性事 件触发的信息传输策略， 具体形式为： 其中， tq代表第q次传输时刻， h为采样时间， 为第q次传输时刻后的第 p次采样时刻， Θ 为加权矩阵， μ、 s、 β 均为可调事件触发参数， 代表实时输 出功率 与事件触发策略下最新测得的输出功 率测量值y(tqh)的差值， Ω(t)为动态参量， On代 表DoS攻击的第n次休眠时段， bn代表DoS攻击的第n次攻击 时段Dn的结束时刻， ( ·)T表示转 置， Ω、 δ代 表中间过程 量； 在此基础上， 系统的测量方程有着如下的改变： 其中， dq弹性为事件触发判断机制到传感器之间的传输时延， ( ·)代表实际的测量 值。 5.如权利要求1所述的故障检测方法， 其特征在于， 步骤3中DoS攻击的先验信息包括时 刻t0到时刻t的范围内， 其攻击时段及休眠时段的平均驻留时间限制， 具体为： 其中n0和n1为常数， NF(t,t0)、 ND(t,t0)为DoS 攻击及休眠的次数， Δ0(t,t0)、 Δ1(t,t0)为DoS攻击及休眠时段的总时长， τF、 τD为DoS攻击 及休眠的平均驻留时长 。 6.如权利要求1所述的故障检测方法， 其特征在于， 步骤4中有限频故障检测滤波器的 具体形式为： 休眠时段 攻击时段 其中， xf(t),yf(t)分别为有限频故 障检测滤波器的状态向量和测量输出， Af1、 Bf1、 Cf1、 Af2、 Cf2分别代表限频故障检测滤波器的待定增益。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115459708 A 3