Đánh giá độ tin cậy của trạng thái hệ thống điện

Michael Brand1, Davood Babazadeh1, Carsten Krüger1, Björn Siemers1, Sebastian Lehnhoff1
1OFFIS – Institute for Information Technology, Escherweg 2, Oldenburg, 26121, Germany

Tóm tắt

Tóm tắt Các hệ thống điện hiện đại là các hệ thống cyber-physical với sự liên quan và ảnh hưởng ngày càng tăng của công nghệ thông tin và truyền thông. Sự ảnh hưởng này bao gồm tất cả các quy trình, khía cạnh chức năng và phi chức năng như tính đúng đắn về chức năng, an toàn, bảo mật và độ tin cậy. Một ví dụ về một quy trình là quy trình thu thập dữ liệu. Những câu hỏi được tập trung trong bài báo này là, trước tiên, làm thế nào để có thể tin tưởng vào dữ liệu quy trình trong quy trình thu thập dữ liệu của một hệ thống điện cyber-physical phức tạp cao. Thứ hai, làm thế nào có thể tích hợp độ tin cậy vào dữ liệu quy trình vào một ước lượng trạng thái để đạt được kết quả ước lượng theo cách mà nó có thể phản ánh độ tin cậy của đầu vào đó? Chúng tôi trình bày khái niệm ước lượng trạng thái nhạy cảm với bất thường nhằm giải quyết những câu hỏi này. Khái niệm này dựa trên một mô hình độ tin cậy đa diện cho việc đánh giá mạng lưới hệ thống điện. Hơn nữa, chúng tôi cung cấp một bằng chứng về khái niệm bằng cách làm phong phú các phép đo trong bối cảnh hệ thống 39-bus của IEEE với các giá trị độ tin cậy hợp lý. Bằng chứng về khái niệm cho thấy những lợi ích nhưng cũng cả những hạn chế của phương pháp này.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Abur, A, Exposito AG (2004) Power System State Estimation: Theory and Implementation. Marcel Dekker, Inc., New York and Basel.

Brand, M, Babazadeh D, Lehnhoff S, Engel D (2019) Trust in control: a trust model for power system network assessment In: EPJ Web of Conferences, vol. 217, 01008.. EDP Sciences, Les Ulis Cedex A, Irkutsk.

Cui, S, Han Z, Kar S, Kim TT, Poor HV, Tajer A (2012) Coordinated data-injection attack and detection in the smart grid: A detailed look at enriching detection solutions. IEEE Signal Process Mag 29(5):106–115.

Greer, C, Wollman DA, Prochaska DE, Boynton PA, Mazer JA, Nguyen CT, FitzPatrick GJ, Nelson TL, Koepke GH, Hefner Jr AR, et al. (2014) NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Release 3.0. Technical report, NIST.

Lewis, A (2019) Understanding Linux CPU Load - when should you be worried?https://scoutapm.com/blog/understanding-load-averages. Accessed 28 May 2020.

Liang, G, Zhao J, Luo F, Weller SR, Dong ZY (2016) A review of false data injection attacks against modern power systems. IEEE Trans Smart Grid 8(4):1630–1638.

Liu, Y, Ning P, Reiter MK (2011) False Data Injection Attacks against State Estimation in Electric Power Grids. ACM Trans Inf Syst Secur (TISSEC) 14(1):1–33.

Liu, T, Sun Y, Liu Y, Gui Y, Zhao Y, Wang D, Shen C (2015) Abnormal traffic-indexed state estimation: A cyber–physical fusion approach for smart grid attack detection. Futur Gener Comput Syst 49:94–103.

Matei, I, Baras JS, Srinivasan V (2012) Trust-based multi-agent filtering for increased smart grid security In: 2012 20th Mediterranean Conference on Control & Automation (MED), 716–721.. IEEE, Barcelona.

Nijhuis, M, Gibescu M, Cobben J (2015) Assessment of the impacts of the renewable energy and ICT driven energy transition on distribution networks. Renew Sust Energ Rev 52:1003–1014.

OFFIS (2017) Smart Grid Cyber-Resilience Laboratory. https://www.offis.de/en/offis/project/cybreslab.html . Accessed 08 June 2020.

Pai, M, Athay T, Podmore R, Virmani S (1989) IEEE 39-Bus System.

Pillitteri, VY, Brewer TL (2014) Guidelines for Smart Grid Cybersecurity. Technical report, NIST.

Rosinger, C, Uslar M, Sauer J (2013) Threat Scenarios to evaluate Trustworthiness of Multi-agents in the Energy Data Management In: EnviroInfo, 258–264.. Shaker Verlag, Aachen.

Rosinger, C, Uslar M, Sauer J (2014) Using Information Security as a Facet of Trustworthiness for Self-Organizing Agents in Energy Coalition Formation Processes In: EnviroInfo, 373–380.. BIS-Verlag, Oldenburg.

Steghöfer, J-P, Kiefhaber R, Leichtenstern K, Bernard Y, Klejnowski L, Reif W, Ungerer T, André E, Hähner J, Müller-Schloer C (2010) Trustworthy Organic Computing Systems: Challenges and Perspectives In: International Conference on Autonomic and Trusted Computing, 62–76.. Springer, Berlin.

Zheng, S, Jiang T, Baras JS (2010) Trust-aware state estimation under false data injection in distributed sensor networks In: Proceedings of TECHCON, 1–4, Orlando.