物理科技生物学-PHYICA

阻止微电网网络攻击以保持电力流动

技术工程 2022-03-24 21:54:30

Blocking microgrid cyberattacks to keep the power flowing Charalambos康斯坦丁努(左)和Ioannis Zografopoulos(右)正在开发有效的方法来提高电网对网络攻击的恢复能力。信贷:近几十年来,由于能源需求、环境法规和小规模可再生能源系统,KAUST电网变得更加复杂,这些系统将企业和个人转变为消费者和生产者的结合体。确保电源保持弹性的一种方法是创建称为微电网的小型电源和负载组。微电网可以在需要时独立于主电网运行,例如在自然灾害期间支持医院。随着微电网变得越来越复杂,它们需要复杂的计算机网络来协调、控制和分配不同的电源。像任何网络一样,它们容易受到网络攻击。为了应对这类事件,KAUST研究人员一直在运行可能的攻击模拟,评估它们可能产生的影响,并开发检测和抑制恶意行为的方法。

“我们考虑的微电网系统是加拿大的城市配电模式,由四个基于逆变器的分布式发电(DGs)组成,”博士研究生Ioannis Zografopoulos说,他与计算机科学助理教授Charalambos康斯坦丁努一起参与了该项目。“加拿大模型非常适合有效地捕捉四个分布式电源之间的系统动态和相互依赖性,并展示影响一个分布式电源的恶意事件如何传播到系统的其他部分。”

虽然之前对微电网攻击的研究假设攻击者对电网的内部组件和结构有很好的了解,但Zografopoulos和康斯坦丁努采取了更现实的方法。相反,他们采用了一种模型,在这种模型中,攻击者的知识有限,但能够基于网格性能的历史测量数据来设计攻击。

研究人员考虑了三种不同类型的攻击。Zografopoulos解释说,“第一种情况涉及改变微电网系统运营商用于协调分布式发电的测量数据,第二种情况涉及修改控制分布式发电控制器内功率转换的控制信号,而第三种情况涉及负载的突然变化,导致电网不稳定。”

模拟显示,所有这三种情况都可能对电力系统产生破坏性影响,导致巨大的成本、电力损失和设备损坏。然而,研究人员也找到了有效的方法来快速准确地检测与入侵攻击相关的异常情况。

“我们未来的工作将侧重于识别破坏性事件,并通过微电网子系统的预防性隔离来减轻它们,保护它们的皇冠上的宝石组件,”Zografopoulos说。“我们预计,我们的贡献将为弹性微电网铺平道路,自动检测攻击,并支持防御和自我修复策略。”

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