AllRightsReservedbyDr.Y.Hou含大量逆变器接口设备的新型电力系统物理-信息安全侯佳佐康奈尔大学侯云鹤香港大学TheUniversityofHongKong调格物·追求高可观性、高可控性·客观形成信息-物理系统·物理事件(台风、洪水)(自然扰动)·信息事件(恶意攻击)(人为扰动)JiazuoHou,ChenxiHu,ShunboLei,andYunheHou*,“Cyberresilienceofpowerelectronics-enabledpowersystems:Areview,"RenewableandSustainableEnergyReviews,vol.189,pp.114036,2024.TheUniversityofHongKong,CEESAllRightsReservedbyDr.Y.Hou背景#1:电网数字化、网络化、智能化>电力系统的智能化带来广泛的信息接入点8industrialelectricityfossilfuclsgencrationshouscholdconsumption·主观追求环境友好的、弹性电网(发电侧、输电侧、用电侧)·客观形成逆变器接口(及其广泛信息接入点)新型电力系统JiazuoHou,ChenxiHu,ShunboLei,LiangLiang,andYunheHou*,“Securityregionofinverter-interfacedpowersystems:Existence,expansion,andapplication,"RenewableandSustainableEnergyReviews,vol.192,pp.114222,2024.AllRightsReservedbyDr.Y.Hou背景#2:海量逆变器接入源、网、荷Power-ElectronizedPower-ElectronizedRenewableGenerationsTransmissionSystemsPower-ElectronizedLoadsAllRightsReservedbyDr.Y.Hou背景#3:实际攻击事故、滞后学术研究NISTTechnicalNote2182DistributedEnergyResourceSecurity:PotentialGuidelinesandResearchTopicsRoadmapforPhotovoltaicCyberSecurityJayJohnsonAviGopsteinSmantGridProgramCommunicationsTechnologvLaboratoryNelsonHastingsAppliedSecuriyDivisionInformationTechnologyLaboratoryLarryFeldman,"RaviAgarwal,NadyaBartol"HmtingtonIngallsIndustriesUS.DepartmentofCommerceGinaM.Raimondo,SecretaryNationalInstituteofStandardsandTechnologyJamesK.Othof.PerformingtheNon-EvclusneFumctionandDunesoftheUnderSecretaryofCommerceforSrandardsandTechnology&Drector,NanionalIsnnaeofStandandsandTechnologyThispublicationisavailablefreeofchargefrom:https://doi.org/10.6028/NIST.TN.2182October2021u.s.DEPARTMENTOFENERGYOfficeofENERGYEFFICIENCY&RENEWABLEENERGYRoadmapforWindCybersecuritySANDIAREPORTSAND2017-13262UnlimitedReleasePrintedDecember2017TheUniversityofHongKong,CEES4PrepanSandiaAlbuquSandiaSolutioNationApprovJuy2020BBCGPlatimionAllRightsReservedbyDr.Y.Hou攻击视角防(协同优化)(弹性感知)研究视角TheUniversityofHongKong,CEES5AllRightsReservedbyDr.Y.Hou攻击视角2003美加大停电事件2003年8月14日，北美历史上最大范围的停电，加拿大1000万(三分之一的人口)和美国4000万人口受影响。停电持续10天，造成60亿美元直接损失。经联合调查小组的专家证实，其起因之一是一些长得过分茂密的树丛使俄亥俄州克里夫兰附近的电线短路。TheUniversityofHongKong,CEES6研究问题物理系统扰动信息系统影响物理系统2024微软蓝屏事件2024年7月19日，美国CrowdStrike公司异常更新，导致全球大量Windows操作系统计算机蓝屏宕机。航空公司、银行、电信公司和媒体、健康医疗等各个行业陷入混乱。AllRightsReservedbyDr.Y.Hou研究问题攻击视角蝴蝶效应·大气科学：巴西热带雨林的蝴蝶扇动翅膀，引发全球气候变化·天体学：三体问题难以准确预测·热力学：水的气/液/固三相点·生物学：人口爆炸理论·电力系统：电压崩溃点TheUniversityofHongKong,CEES8输入系统动态输出1)小扰动2)级联反应3)大改变AllRightsReservedbyDr.Y.Hou研究问题攻击视角蝴蝶效应·一般问题：含大量逆变器接口设备的新型电力系统的信息-物理弹性的薄弱点?·具体问题：针对逆变器接口电力系统的一个无穷小的攻击，能否在10^3km外，造成10s内的10^3MW的功率反转?AllRightsReservedbyDr.Y.Hou研究问题攻击视角系统动态2)级联反应输出3)大改变输入1)小扰动inter-stationcoordination(currentmargincontrol)lcontrolrefcrdncesclosed-loopfeedbackcontrolAV②在VI₂△I②intra-stationcoo...