1
استادیار، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران
2
دانشیار،دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده
شبکه برق یکی از مهم‌ترین زیرساخت‌های هر جامعه است که سایر زیرساخت‌ها به آن وابسته هستند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که حمله سایبری تزریق داده اشتباه می‌تواند سبب اضافه‌بار شدن خطوط انتقال گردد. معمولاً شبکه برق قابلیت پاسخ‌دادن به اضافه‌بارهای طبیعی خطوط انتقال را دارد؛ اما درصورتی‌که حمله سایبری با یک حمله هدفمند فیزیکی همراه گردد، اضافه‌بار خطوط انتقال می‌تواند از کنترل خارج گشته، و خروج‌های متوالی در خطوط انتقال شبکه رخ دهد. چنین وضعیتی در نهایت به خاموشی محلی و یا سراسری شبکه برق می‌انجامد. برای مقابله با اضافه‌بار خطوط انتقال، بهره‌بردار شبکه با انجام اقدامات اصلاحی به‌کارگیری توان ذخیره بالارونده و پایین‌رونده و همچنین بار زدایی، اضافه‌بار خطوط را رفع می‌نماید. در این مقاله ابتدا نشان می‌دهیم که چگونه حمله هم‌زمان سایبری - فیزیکی می‌تواند میزان بارزدایی شبکه را افزایش دهد. سپس مدلی بر مبنای نظریه بازی برای برنامه‌ریزی تولید شبکه ارائه می‌گردد تا بهره‌بردار بتواند توسط اقدامات اصلاحی فوق، با کمترین هزینه ممکن حمله سایبری - فیزیکی را دفع نماید. مدل ارائه‌شده بر روی شبکه تست 5 با سه شبیه‌سازی شده و نتایج مورد تحلیل قرار گرفته است.
[1] Amin, M. “Energy Infrastructure Defense Systems”; Proc. IEEE, 2005, 93, 861-876. http://doi.org/DOI:10.1109/JPROC. 2005.847257
[2] Pablo, H.; Ruiz, M. E. “Against Aall Odds”; IEEE Power Energy Mag., 2011, 9, 59-66. http://doi.org/DOI:10.1109/MPE. 2011.940266
[3] Baozhong, T.; Wang, J.; Li, G. “Operational Risk-Averse Routing Optimization for Cyber-Physical Power Systems”; CSEE Journal of Power and Energy Systems, 2022, 8, 801–811. http://doi.org/DOI: 10.17775/CSEEJPES.2021.00370
[4] Liang, G.; Weller, S. R.; Zhao, J.; Luo, F. “The 2015 Ukraine Blackout: Implications for False Data Injection Attacks”; IEEE Trans. Power Ssyst., 2017, 32, 3317-3318. http://doi.org/DOI: 10.1109/TPWRS.2016.2631891
[5] Shayan, H.; Amraee, T. “Network Constrainted Unit Commitment under Cyber Attack Driven Overloads”; IEEE Trans. Smart Grid, 2019, 10, 6449–6460. http://doi.org/ DOI: 10.1109/TPWRS.2016.2631891
[6] Li, F.; Yan, X.; Xie, Y. “A Review of Cyber-Attack Methods in Cyber-Physical Power System”; IEEE 8th International Conference on Advanced Power System Automation and protection, 2019. http://doi.org/DOI: 10.1109/ APAP47170.2019.9225126
[7] Ranjbar, M. H.; Pirayesh, A. “Optimal Reserve Allocation of Power System in Critical Situation for Preparation against Threats”; Advance Defense Sci. & Technol., 2016, 8, 159–167. http://doi.org/DOR: 20.1001.1.26762935.1395.7.2.7.0
[8] Viafora, N.; Delikaraoglou, S.; Pinson, P.; Hug, G. “Dynamic Reserve and Transmission Capacity Allocation in Wind-Dominated Power Systems”; IEEE Trans. Power Syst., 2021, 36, 3017–3028. http://doi.org/DOI: 10.1109/TPWRS. 2020.3043225
[9] Washburn, A. “Two-Person Zero-Sum Games”; US Springer, http://doi.org/DOI: 2014. 10.1007/978-1-4614-9050-0
[10] Ranjbar, M. H.; Kheradmandi, M.; Pirayesh, A. “Assigning Operating Reserves in Power Systems under Imminent Intelligent Attack Threat”; IEEE Trans. Power Syst., 2019, 34, 2768–2777. http://doi.org/DOI: 10.1109/TPWRS.2019. 2897595
[11] Ganjkhani, M.; Hosseini, M. M.; Parvania, M. “Optimal Defensive Strategy for Power Distribution Systems against Relay Setting Attacks”; IEEE Trans. Power Deliv., 2023, 38, 1499–1509. http://doi.org/DOI: 10.1109/TPWRD.2022. 3230946
[12] Yan, B.; Yao, P.; Yang, T.; Zhou, B. “Game-Theoretical Model for Dynamic Defense Resource Allocation in Cyber-Physical Power Systems under Distributed Denial of Service Attacks”; J. Mod. Power Syst. Clean Energy, 2023, 38, 1-10. http://doi.org/DOI: 10.35833/MPCE.2022.000524
[13] Yan, K.; Liu, X.; Lu, Y. “A Cyber-Physical Power System Risk Assessment Model against Cyberattacks”; IEEE Syst. J., 2023, 17, 218–228. http://doi.org/DOI: 10.1109/JSYST. 2022.3215591
[14] “The US Blackout Timeline”; Power Eng., 2003, 17, 11–1.
Chen, G.; Dong, Z. Y.; Hill, D. J.; Xue, Y. S. “Exploring Reliable Strategies for Defending Power Systems against Targeted Attacks”; IEEE Trans. Power Syst., 2011, 26, 76–84. http://doi.org/10.1109/TPWRS.2010.2078524
Chen, G.; Dong, Z. Y.; Hill, D. J.; Xue, Y. S. “Exploring Reliable Strategies for Defending Power Systems against Targeted Attacks”; IEEE Trans. Power Syst., 2011, 26, 76–84. DOI: 10.1109/TPWRS.2010.2078524
رنجبر, محمد حسین, & رضازاده ولوجردی, علیرضا. (1402). ارائه مدلی مبتنی بر نظریه بازی برای مقابله با حملات هم‌زمان سایبری-فیزیکی به شبکه برق. علوم و فناوریهای پدافند نوین, 14(2), 113-122.
MLA
محمد حسین رنجبر; علیرضا رضازاده ولوجردی. "ارائه مدلی مبتنی بر نظریه بازی برای مقابله با حملات هم‌زمان سایبری-فیزیکی به شبکه برق". علوم و فناوریهای پدافند نوین, 14, 2, 1402, 113-122.
HARVARD
رنجبر, محمد حسین, رضازاده ولوجردی, علیرضا. (1402). 'ارائه مدلی مبتنی بر نظریه بازی برای مقابله با حملات هم‌زمان سایبری-فیزیکی به شبکه برق', علوم و فناوریهای پدافند نوین, 14(2), pp. 113-122.
VANCOUVER
رنجبر, محمد حسین, رضازاده ولوجردی, علیرضا. ارائه مدلی مبتنی بر نظریه بازی برای مقابله با حملات هم‌زمان سایبری-فیزیکی به شبکه برق. علوم و فناوریهای پدافند نوین, 1402; 14(2): 113-122.
)
