面向能源市场信号跟踪的 HVAC 系统传感器攻击与弹性防御
系统与控制
2023-10-25 v1 系统与控制
摘要
来自智能建筑的电力灵活性使其成为提供电网服务的合适候选。采用模型预测控制（MPC）实现电网服务的建筑自动化系统（BAS）严重依赖通过通信网络从基于 IoT 的 HVAC 系统收集的传感器数据。然而，篡改传感器数值的网络攻击会损害 HVAC 系统电力调节的准确性与灵活性。现有关于电网交互建筑的研究主要关注建筑参与电网运行的效率与灵活性，安全方面有所欠缺。本文中，我们研究电网交互建筑中 HVAC 系统所受网络攻击的影响，特别是其电力跟踪性能。我们设计了一种基于随机优化的隐蔽传感器攻击，以及采用弹性控制框架的相应防御策略。该攻击及其防御在带有单冷机 HVAC 系统的测试建筑物理模型中进行了测试。仿真结果表明，隐蔽传感器攻击引起的微小篡改可显著改变电力曲线，导致较大电力跟踪误差。然而，该弹性控制框架在此类攻击下无需滤除受损数据即可将电力跟踪误差降低逾 70%。
引用
@article{arxiv.2310.15413,
title = {Sensor Attacks and Resilient Defense on HVAC Systems for Energy Market Signal Tracking},
author = {Guanyu Tian and Qun Zhou Sun and Yiyuan Qiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.15413},
year = {2023}
}