提升电网的网络安全和韧性：人工智能的机遇

《IEEE Power and Energy Magazine》：Improving Network-Based Security and Resilience of the Power Grid: Opportunities for Artificial Intelligence

　　

摘要：

电力系统是大规模的信息物理关键基础设施系统，其电气可靠性和韧性得益于众多相互关联的运行和控制子系统，涵盖从子周期保护与控制到多年长期规划的多种时间尺度。对电力系统的威胁多种多样，包括从天气、意外故障到蓄意对抗者在内的众多来源。在防御这些系统免受此类威胁以保持其韧性运行时，关键在于采取一种整体的、以韧性为导向的方法：故障下运行。故障下运行被定义为在扰动期间继续维持系统的关键功能，以确保向消费者可靠供电，特别是当事件可能导致或需要某些系统降级或非理想运行时。这包括网络韧性（部分通过网络分段实现）以及物理运行可靠性（通过规划与运营中的工程实现）[1]。在此，我们想扩展讨论这类保持韧性的防御响应的一个特定元素：网络防御。特别是，由于电力系统通信和控制网络是支撑电力系统韧性监测和运行的基础设施的重要组成部分，本文重点讨论这些网络的分段，包括设计和部署适当的防火墙规则，以强制规定网络上谁能与谁通信。防火墙是这些电力系统网络防御中的关键元素，用于分段信息和技术网络，确保只有授权用户才能远程访问/操作系统。防火墙配置了规则以阻止不需要的流量，一个防火墙中可能有数千条规则。这种防御通常被称为边界防御，因为防火墙传统上...

显示更多

电力系统是大规模的信息物理关键基础设施系统，其电气可靠性和韧性得益于众多相互关联的运行和控制子系统，涵盖从子周期保护与控制到多年长期规划的多种时间尺度。对电力系统的威胁多种多样，包括从天气、意外故障到蓄意对抗者在内的众多来源。在防御这些系统免受此类威胁以保持其韧性运行时，关键在于采取一种整体的、以韧性为导向的方法：故障下运行。故障下运行被定义为在扰动期间继续维持系统的关键功能，以确保向消费者可靠供电，特别是当事件可能导致或需要某些系统降级或非理想运行时。这包括网络韧性（部分通过网络分段实现）以及物理运行可靠性（通过规划与运营中的工程实现）（Overbye 等，2023）。在此，我们想扩展讨论这类保持韧性的防御响应的一个特定元素：网络防御。特别是，由于电力系统通信和控制网络是支撑电力系统韧性监测和运行的基础设施的重要组成部分，本文重点讨论这些网络的分段，包括设计和部署适当的防火墙规则，以强制规定网络上谁能与谁通信。