Towards resilient design of distribution grid automation system : an evaluation of its reliability against random failures and susceptibility to targeted attacks

Sadu, Abhinav; Monti, Antonello (Thesis advisor); Srivastava, Anurag (Thesis advisor)

Aachen : E.ON Energy Research Center, RWTH Aachen University (2022)
Buch, Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2021

Kurzfassung

Ein resilientes System zur Automatisierung von Verteilnetzen (Distribution Grid Automation-DGA) gewährleistet einen sicheren und zuverlässigen Betrieb aktiver Verteilnetze und deren Versorgungssicherheit. Für eine robuste Auslegung des DGA-Systems muss seine Zuverlässigkeit gegenüberzufälligen Komponentenausfällen und die Anfälligkeit für gezielte Angriffe bewertet werden, damit geeignete Komponentenredundanzen sowie Cyber- und physische Sicherheitsmaßnahmen implementiert werden können. Daher wird für die Zuverlässigkeitsbewertung von DGA-Systemen eine auf der Continuous Time Markov Chain (CTMC) basierende Bewertungsmethode vorgeschlagen, die die Multi Domain Reliability Matrix(MDRM) einbezieht und die cyber-physische Interdependenz erfasst. Um die Anfälligkeit von DGA-Systemen gegen cyber-physische Angriffe zu bewerten und die Auswirkungen von Sicherheitsmaßnahmen zu untersuchen, wird eine CTMC-basierte Methodik vorgestellt, die eine Multi-Criteria-Decision-Making-Methodik beinhaltet. Schließlich wird ein auf Blockchain und Smart Contracts basierendes, resilientes Design von DGA-Systemen vorgeschlagen, das eine hohe Verfügbarkeit der DGA-Funktionen auch bei zufälligen Ausfällen und gezielten Angriffen auf die DGA-Systeme gewährleistet.

Einrichtungen

• E.ON Energy Research Center [080052]
• Lehrstuhl für Automation of Complex Power Systems [616310]