A Novel Security Unit with Mitigating Frequency Deviation for Interconnected Power System Considering Cyberattack

Abstract

Об'єднана енергосистема є перспективним джерелом електричної енергії, яке задовольняє надлишкові потреби в електроенергії у всьому світі, безпечна та надійна робота якого необхідна для зменшення навантаження та підвищення стійкості. Розвиток інформаційно-комунікаційних технологій (ICT) не лише стимулює, а й гальмує технології, сприяючи кіберзлочинності. Кібератака (CA) на енергосистему в теперішній час стає поширеною проблемою, яка призводить до несанкціонованого доступу до блоку управління енергосистемою і частково або повністю перешкоджає роботі всієї системи, змінюючи конфіденційні дані енергосистеми та блоку управління. Продуктивність енергосистеми регулюється використанням FPID (fractional-order-proportional-integral-derivative) контролера і порівнюється з продуктивністю звичайного PID контролера. Надійна робота енергосистеми повністю залежить від ефективної конструкції контролера, але на параметри контролера значною мірою впливає CA, ушкоджуючи всю систему. Будь-яка зміна блоку управління або параметрів системи може знизити стійкість та стабільність енергосистеми. У статті запропоновано автоматичний метод захисту від CA (ACAMU), щоб повністю уникнути CA та її впливу на систему та контролер, для підвищення безпеки і стійкості енергосистеми, підтримуючи фіксовані дані як для системи, так і для контролера.

Interconnected power system is a promising source of electric power that fulfils the excess demand of electricity throughout the world whose safe and reliable operation is necessary for decreasing loadshedding and increasing resiliency. The development of information and communication technology (ICT) not only blessing for us but also hampers our technology by promoting cyber-crime. Cyber-attack (CA) on power system is now becoming a common problem that produces unauthorized access to the control unit of power system and hampers the whole system partially or completely by changing the sensitive data of power system and control unit. The performance of the power system is regulated by employing a fractional-order-proportional-integral-derivative (FPID) controller and is compared with conventional PID controller in this paper. The reliable performance of the power system completely depends on the efficient design of controller, but the parameters of the controller are largely affected by the CA and damage the whole system. Any change of the control unit or the system parameters may decrease the resiliency and the stability of the power system. An automatic cyber-attack mitigation technique (ACAMU) has been proposed in this article to completely mitigate the CA and its impact on the system and controller to enhance the security and resiliency of power system by maintaining a fixed data for both system and controller.