تخمین حالت سیستم قدرت تحت حملات سایبری در محیط بازار برق

بهره بردار مستقل سیستم قدرت به منظور بهره برداری صحیح و اقتصادی از شبکه قدرت همواره بایستی متغیرهای سیستم نظیر توان تولیدی، توان مصرفی و توان عبوری از خطوط انتقال را به صورت لحظه ای رصد کند. بدین منظور دستگاه های اندازه گیری جهت ثبت و ارسال این اطلاعات به مرکز کنترل، در نقاط مختلف شبکه نصب می گردند، تا بهره بردار بر اساس اطلاعات جمع آوری شده، بتواند تخمین مناسبی از متغیر های حالت سیستم ارائه نماید. در دهه ی اخیر با پیشرفت تکنولوژی در حوزه ی فناوری های سایبری و استفاده هرچه بیشتر از آنها در سیستم قدرت به منظور پایش و کنترل سیستم، آسیب پذیری جدیدی تحت عنوان خطر حملات سایبری، پدید آمده است. با ظهور این آسیب پذیری جدید، لازم است در برخی از فرآیندهای سیستم قدرت که ممکن از جانب این خطر بالقوه مورد تهدید قرار گیرند، بازنگری صورت گیرد که از جمله مهمترین آنها فرآیند تخمین حالت می باشد. مهاجم ممکن است دارای انگیزه های متفاوتی باشد. یکی از اهداف محتمل مهاجم، تزریق اطلاعات غلط به اندازه گیری ها به منظور تحت تاثیر قرار دادن بازار برق است. در این پایان نامه فرض شده مهاجم، دلال حق مالی انتقال است و از طریق حملات سایبری به دنبال افزایش سود خود در زمان اجرای پخش بار مجدد توسط بهره بردار سیستم است. در این پایان نامه یک روش تخمین حالت با درنظر گرفتن حملات سایبری ارائه شده است. در این روش مقدار حمله به هر یک از اندازه گیری ها به صورت یک متغیر مجهول در بهینه سازی تخمین حالت در نظر گرفته می شود و توسط مسئله بهینه سازی، متغیرهای حالت و متغیرهای مبین مقدار حمله برای هر اندازه گیری، تعیین می گردد. درصورتی که مقدار حمله به هر یک از اندازه گیری ها به عنوان یک متغیر در نظر گرفته شود، تعداد متغیر های مجهول از تعداد اندازه گیری ها بیشتر شده و امکان تخمین حالت و شناسایی مقدار حمله وجود ندارد. از طرفی یک مهاجم امکان و توانایی حمله به اندازه گیری های محدودی را دارد. لذا در این پایان نامه روشی جهت شناسایی اندازه گیری های مظنون به حمله ارائه می شود. در انتها روش پیشنهادی به شبکه 8 گره ی pjm اعمال شده است. برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی سه سناریو مختلف در نظر گرفته شده است. در سناریو اول فرض شده مهاجم از بازار اطلاعات کافی داشته و به صورت هوشمندانه حمله ای طراحی م کند. در سناریو دوم فرض شده مهاجم با اطلاعات کافی از بازار حمله ای غیر هوشمندانه طراحی می کند و در نهایت در سناریو سوم فرض شده که مهاجم با اطلاعات ناقص از بازار اقدام به طراحی حمله ی هوشمندانه می کند. در هر سناریو در زمان اجرای بازار، تخمین حالت به روش متداول و روش پیشنهادی انجام می شود و نتایج آن مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها نشان خواهیم داد که روش پیشنهادی در مقابل حملات از کارایی مطلوبی برخوردار است.