利用次同步谐振的网络物理攻击

本文讨论网络攻击如何利用涡轮发电机轴系的扭转共振对电力系统造成严重的物理损坏。如果攻击者能够接管电池储能设备的控制，他们可以以匹配发电机某一亚同步谐振频率的频率调制该设备的注入。微小的注入变化可能足以激发这些机械共振之一，导致金属疲劳并最终造成发电机轴系的灾难性故障。利用机电系统的状态空间模型，本文推导了将恶意注入幅值与连接到轴系各质量的转速和角度振荡幅值关联的传递函数。来自两区域电力系统的数值结果证明了脆弱频率的存在，并表明可以在发电机端子处不引起易检测信号的情况下触发破坏性的机械振荡。