افزایش تاب آوری شبکه های انرژی الکتریکی در مقابل مخاطرات سایبری
به گزارش مداربسته، الگوریتم های کنترل برای افزایش قابل توجه تاب آوری شبکه های انرژی الکتریکی در مقابل مخاطرات سایبری و طبیعی در پژوهشی ۱۰ساله در دانشگاه تهران طراحی و پیاده سازی شد.
الگوریتم های کنترلی که طی پژوهشی ده ساله در دانشکدگان فنی دانشگاه تهران طراحی و پیاده سازی شده اند، تاب آوری شبکه های انرژی الکتریکی را در مقابل مخاطرات سایبری و طبیعی به میزان قابل توجهی می افزایند.
به گزارش مداربسته به نقل از دانشگاه تهران، امروزه تأمین تاب آوری شبکه های انرژی الکتریکی، عاملی ضروری در حفظ پایداری و عملکرد مطمئن و ایمن این شبکه ها است، چون که از یک سو ادغام منابع تجدیدپذیر، شبکه های انرژی را پیچیده تر و از طرفی خطر حوادث بزرگ طبیعی و حملات سایبری احتمال اختلال در عملکرد شبکه ها را بیشتر کرده است.
در این راستا، دکتر صادق واعظ زاده، استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران، با همکاری تعدادی از پژوهشگران همچون دکتر محمدصادق اصلاحی و دکتر علیرضا جبارنژاد، دانش آموختگان دانشگاه تهران، ظرف یک دهه پژوهش موفق به طراحی و پیاده سازی الگوریتم های کنترلی به منظور تأمین و ارتقای تاب آوری شبکه های انرژی گردید. شبیه سازی ها نشان داده است که این الگوریتم ها، توان بازیابی و انطباق شبکه را در رویارویی با اختلالات فنی، به صورت قابل توجهی بالا می برد.
شرط لازم امنیت انرژی و امنیت سایبری
دکتر واعظ زاده در رابطه با اهمیت تاب آوری در سیستم های قدرت اظهار داشت: «در دنیای امروز که منابع انرژی تجدیدپذیر و فناوری های دیجیتال پیشرفته درحال تبدیل شدن به بخشی از زندگی روزمره ما هستند، اطمینان از تاب آوری سیستم های قدرت، موضوعی حیاتی می باشد. به بیانی دیگر، شبکه برق می باید در رویارویی با انواع مختلف اختلالات، از قبیل رویدادهای طبیعی یا تهدیدات انسان ساز مانند حملات سایبری، توانایی مقاومت، بازیابی و انطباق داشته باشد. در این راستا، برنامه تحقیقاتی گام به گام و هدف مندی در لابراتوار کنترل حرکت پیشرفته دانشگاه تهران تدوین شده است که بر حوزه مهم تاب آوری سیستم قدرت متمرکز است.»
سرپرست لابراتوار سیستم های حرکت پیشرفته و تیم تحقیقاتی این پژوهش در رابطه با حوزه های کلیدی این مطالعه اظهار داشت: «نخستین حوزه کلیدی در این پژوهش، بهبود تاب آوری ریزشبکه است. ریزشبکه ها، سیستم های انرژی محلی هستند که قادرند مستقل از شبکه اصلی کار کنند. این سیستم ها با افزایش اهمیت انرژی های پاک و تجدیدپذیر، درحال تبدیل شدن به ساختاری مهم در شبکه های قدرت و تأمین انرژی هستند. یکی از اهداف این تیم تحقیقاتی بهبود تاب آوری این ریزشبکه ها با توسعه سیستم های کنترل پیشرفته متمرکز است که می توانند اختلالات را شناسایی کرده و از راه کنترل مبدل های الکترونیک قدرت، به آنها پاسخ مناسب داده، زمان اختلال را به حداقل رسانده و پایداری سیستم را تضمین کنند.»
وی اضافه کرد: «تیم تحقیقاتی دانشگاه تهران از راه شبیه سازی ها و مطالعات تجربی، نشان داد که با استفاده از استراتژی های کنترلی نوآورانه، ریزشبکه ها می توانند بهتر نوسانات ولتاژ و بی ثباتی فرکانس را که معمولا هنگام ادغام انرژی های تجدیدپذیر ظاهر می شوند کنترل کنند. با استفاده از این استراتژی ها میتوان ریزشبکه های قوی تری را ایجاد کرد که قادر به تأمین برق قابل اطمینان، حتی در هنگام رویدادهای شدید آب و هوایی یا خرابی های غیرمنتظره سیستم باشند.»
استاد دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، ضمن اشاره به بهبود مقاومت فنی سیستم های قدرت بعنوان هدف دیگر این پژوهش اظهار داشت: «راهکار این تیم تحقیقاتی برای تقویت تاب آوری فنی سیستم های قدرت، عرضه و بهینه سازی روش های کنترلی پیشرفته و هوشمند مبدل های متصل به شبکه است؛ بخصوص مبدل های الکترونیک قدرت که برای اتصال منابع انرژی تجدیدپذیر به شبکه استفاده می شوند. این مبدل ها در مدیریت تولید انرژی از منابعی همچون صفحات خورشیدی و توربین های بادی و هم در مدیریت مصرف، بسیار مهم، اما در مقابل اختلالات فنی صدمه پذیر هستند. در این پژوهش، الگوریتم هایی برای کنترل مبدل طراحی، شبیه سازی و در لابراتوار به شکل عملی بررسی گردید. این الگوریتم ها پایداری و تاب آوری سیستم را زیاد می کند و به شبکه اجازه می دهد حتی در صورت بروز مشکلات فنی مانند اتصال کوتاه یا تغییرات ناگهانی در انرژی ورودی، بار یا پارامترهای سیستم، عملکرد قابل قبول خویش را داشته باشد.»
عضو هیأت علمی گروه قدرت دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران، در رابطه با سومین نقطه تمرکز این پژوهش توضیح داد: «با ظهور شبکه های هوشمند و دیجیتالی شدن سیستم های انرژی، امنیت سایبری به بخشی جدایی ناپذیر تاب آوری سیستم های قدرت تبدیل گشته است. امروزه هکرها می توانند زیرساخت های انرژی را هدف قرار دهند و کل سیستم را مختل کنند. ازاین رو توسعه الگوریتم های کنترلی که قابلیت شناسایی و دفاع در مقابل چنین حملاتی را داشته باشند، ضروری می باشد. در این حوزه، تحقیقات این تیم بر ادغام امنیت سایبری در سیستم های کنترل ریزشبکه ها و شبکه های بزرگ قدرت متمرکز بوده است.»
وی در رابطه با رفتار الگوریتم های طراحی شده در این پژوهش برای مقابله با حملات سایبری اظهار داشت: «با استفاده از الگوریتم های پیشرفته، چارچوبی برای تشخیص رفتار غیرعادی در سیستم، مانند دسترسی غیر مجاز یا الگوهای غیرعادی بوجود آمد که بعنوان یک لایه محافظ عمل می کند و هرگونه تهدید سایبری را پیش از این که بر شبکه تاثیر بگذارد شناسایی و خنثی می کند. این الگوریتم هم در محیط شبیه سازی و هم به شکل عملی در سطح آزمایشگاهی، موفق عمل کرد.»
کمک به ایجاد یک زیرساخت انرژی پایدارتر و قابل اعتمادتر برای مدیریت تهدیدات
پروژه تاب آوری شبکه انرژی، با درنظر داشتن لزوم های واقعی و در جواب نیازهای بخش انرژی ایران و دغدغه استقلال و امنیت در این عرصه تعریف شده است. دکتر واعظ زاده ضمن اشاره به این نکته اظهار داشت: «هدف این تیم تحقیقاتی، کمک به ایجاد یک زیرساخت انرژی پایدارتر و قابل اعتمادتر است که بتواند تهدیدات فنی و سایبری را بهتر مدیریت کند.»
وی در انتها با تاکید بر ضرورت تمرکز تحقیقات آینده بر توسعه سیستم های انرژی هوشمندتر و ایمن تر اظهار داشت: «گام های بعدی این پژوهش شامل توسعه امنیت سایبری با درنظر گرفتن ماهیت همواره درحال تحول تهدیدات سایبری، و همینطور کاوش راه هایی برای بهینه سازی بیشتر ادغام انرژی های تجدیدپذیر در شبکه خواهد بود. هدف بلند مدت این مطالعه، تضمین تاب آوری سیستم های قدرت نه تنها در مقابل چالش های امروز، بلکه در رویارویی با عدم قطعیت های فردا است.»
بخش هایی از یافته های این پروژه، در مقالات مختلف علمی در نشریات بین المللی انتشار یافته است که در زیر پیوند بعضی از تازه ترین آنها آمده است:
An Analytical Parameter-Free Cyberattack Detection Method for Grid-Connected Converters (اینجا)
Parameter‐free predictive control with flexibility in power adjustment for grid‐connected converters under unbalanced grid conditions (اینجا)
Model-Free Predictive Control for Grid-Connected Converters With Flexibility in Power Regulation: A Solution for Unbalanced Conditions (اینجا)
منبع: مداربسته
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب