Bilevel-Modell zur Analyse koordinierter cyber-physischer Angriffe auf Stromsysteme

Dieses Papier analysiert einen koordinierten cyber-physischen Angriff auf Stromsysteme, der zu unentdeckbaren Leitungsunterbrechungen führen könnte. Koordiniert mit physischen Angriffen, die Leitungsunterbrechungen verursachen, könnten die zweistufigen Cyberangriffe, bestehend aus topologieerhaltenden und Lastumverteilungsangriffen, Unterbrechungen verschleiern und potenziell verschärfen, um kaskadierende Ausfälle auszulösen. Diese koordinierten cyber-physischen Angriffe werden in einem vorgeschlagenen Bilevel-Modell analysiert, das darauf abzielt, die schädlichsten und unentdeckbaren physischen Angriffe zu identifizieren, die durch das Gesamtbudget der Angreifer beschränkt sind. Nachdem das Modell in ein gemischt-ganzzahliges lineares Programmierungsproblem umgewandelt wurde, wird das vorgeschlagene Bilevel-Modell mit einem rigorosen zweistufigen Lösungsansatz gelöst. Dieses Papier erörtert auch die relevanten Gegenmaßnahmenstrategien. Das vorgeschlagene Modell, der Lösungsalgorithmus und die Wirksamkeit der Gegenmaßnahmen werden anhand von Fallstudien basierend auf den IEEE 14- und 118-Bus-Testsystemen untersucht.