COVID-19 大流行期间电力系统中负荷改变攻击的可行性研究
系统与控制
2020-12-24 v2 密码学与安全
系统与控制
摘要
电网是一种复杂的网络物理能源系统（CPES），其中信息通信技术（ICT）被集成到电网基础设施的运行与服务中。越来越多物联网（IoT）高功率电器（如空调与电动汽车）接入电网，加之对 ICT 与控制接口的高度依赖，使 CPES 易受高影响、低概率的负荷改变网络攻击。此外，COVID-19 大流行的副作用显示出用电模式的改变，公用事业机构经历了显著的净负荷与峰值降低。这些异常的持续低负荷需求条件可能被对手利用，通过攻陷数十万接入 IoT 的高功率负荷，在 CPES 中引发频率失稳。本文针对 COVID-19 大流行期间封锁措施造成的低负荷条件，对负荷改变攻击对 CPES 的影响进行可行性研究。使用动态模态分解（DMD）分析封锁措施导致的负荷需求降低，聚焦 2020 年 3 月至 7 月时段与纽约地区——就负荷降低而言受全面执行封锁影响最严重的时间段与地点。我们的可行性研究利用纽约独立系统运营商（NYISO）的真实负荷消耗数据评估负荷改变攻击场景，表明具备充足知识与资源的攻击者能够造成频率稳定问题，在无缓解措施时频率偏移可达 60.5 Hz 与 63.4 Hz。
引用
@article{arxiv.2011.09982,
title = {On the Feasibility of Load-Changing Attacks in Power Systems during the COVID-19 Pandemic},
author = {Juan Ospina and XiaoRui Liu and Charalambos Konstantinou and Yury Dvorkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.09982},
year = {2020}
}
备注
Accepted version of IEEE Access paper published under the Open Access Publishing agreement. 19 pages, 17 figures, 3 tables