CybResLab Smart Grid Cyber-Resilience Labor

Motivation

In zukünftigen Smart Grids kommt es durch mehr aktive Komponenten wie Prosumer und die zunehmende Digitalisierung und einer damit verbundenen Erhöhung der Systemkomplexität zu einem erhöhten Risiko von IKT-Störungen und einer Vergrößerung der Angriffsfläche für Cyber-Angriffe. Dies erhöht das Risiko weitreichender Systemausfälle erheblich. Diese Lücke adressiert das OFFIS nun mit dem Smart Grid Cyber-Resilience Lab, das durch das BMWi aus dem 6. Energieforschungsprogramm gefördert wird.

Ziele

In diesem Projekt wird eine Test- und Prüfumgebung für Konzepte zur Systemintegration und Systemführung unter unsicheren Kommunikations- und Informationsbedingungen in digitalisierten Energieversorgungssystemen aufgebaut. Dieser einmalige Laboraufbau kombiniert Techniken zur Gefährdungserkennung und –analyse von Smart Grid-Architekturen mit Methoden zur Anomalie-Erkennung in Informationsprozessen auf unterschiedlichen Ebenen (OT/IT) heutiger Energieversorgungssysteme. In der hier aufzubauenden Laborumgebung sollen präventive Sicherheitsmaßnahmen, die derartigen Angriffen vorbeugen, aber auch reaktive Maßnahmen zur schnellen Erkennung und umgehenden Behandlung von Sicherheitseinfällen in elektrische Energieversorgungssysteme entwickelt und getestet werden können.

Das Ziel cyber-resilienter Energiesysteme ist die Toleranz gegenüber vorübergehenden Vertraulichkeits- und Integritätsverlusten in der Datenkommunikation und andere Ereignisse im Primär- oder Cyber-System. Eine Möglichkeit ist zum Beispiel vorübergehend eine eingeschränkte Effizienz zu akzeptieren, währenddessen jedoch weiterhin der kritischen Versorgungsaufgabe unterbrechungsfrei nachgekommen werden kann.
 

Technologien

Neben dem Ausbau des SESA-Labors, um derartige Sicherheitseinfälle großskalig in Echtzeit simulieren zu können, steht der Aufbau einer professionellen Netzleitwarte mit SCADA-Systemen von deutschen Marktführern im Fokus des Projektes. In dieser Leitwarte sollen cyber-resiliente Funktionen und Verfahren möglichst realitätsnah entwickelt und in Kombination mit den gängigen Leitsystemen erprobt werden können.

 

Demonstrator für das Cyber-Resilience-Labor

Für eine Einführung in die Funktionalitäten des Cyber-Resilience-Labor wurde ein Demonstrations-Anwendungsfall entwickelt, in welchem die verschiedenen im Labor verfügbaren Komponenten verbunden sind. Mit dem Anwendungsfall kann die Resilienz eines vereinfachten cyber-physischen Systems getestet werden. Der folgende Link enthält ein Dokument mit Instruktionen für die richtige Interaktion mit der Real Time-Simulationsumgebung bezüglich des Anwendungsfalls. Zusätzlich wird eine mehrheitlich aus Animationen bestehende Mock-Up-Umsetzung beschrieben, welche es dem Anwender erlaubt eine vereinfachte Version des Anwendungsfalls auszuführen.

LINK (PDF-Dokument)

Die Mock-Up-Demo findet sich in folgender Präsentation:

LINK (ppt-Dokument)

Die Voraussetzung zur Verwendung des Mock-Up Demonstrators ist Microsoft PowerPoint 2010 (oder neuer). Zur Terminabsprache für die Verwendung der Real-Time Simulationsumgebung und der Ausführung des Anwendungsfalls kontaktieren Sie bitte Dr. Davood Babazadeh (davood.babazadeh(at)offis.de).

 

 

Personen

Wissenschaftliche Leitung

Publikationen
Systematic dynamic assessment for resilient operation of distribution networks

Felipe Castro, Jorge Velásquez, Davood Babazadeh and Sebastian Lehnhoff; Energy Informatics; 0October / 2018

Smart Grid Resilience Assessment - Using Multi-Domain Real-Time Platform

Davood Babazadeh, Felipe Castro, Sebastian Lehnhoff; 0November / 2018

Study on the Evaluation of Risks of Cyber-Incidents and on Costs of preventing Cyber-Incidents in the Energy Sector

Fischer, Lars and Uslar, Mathias and Morrill, Doug and Döring, Michael and Haesen, Edwin; ENER/B3/2017-465, Study for the European Commission by ecofys, Navigant and OFFIS; 10 / 2018

Towards Future SCADA Systems for ICT-reliant Energy Systems

Anand Narayan, Carsten Krüger, Andre Göring, Davood Babazadeh, Marie-Christin Harre, Bertram Wortelen, Andreas Luedtke, Sebastian Lehnhoff; International ETG-Congress 2019; ETG Symposium; 2019

Framework for the Integration of ICT-relevant Data in Power System Applications

Michael Brand, Shoaib Ansari, Felipe Castro, Ranim Chakra, Batoul Hage Hassan, Carsten Krüger, Davood Babazadeh, Sebastian Lehnhoff; PowerTech; 2019

Towards Virtualization of Operational Technology to Enable Large-Scale System Testing

Shoaib Ansari, Felipe Castro, Dennis Weller, Davood Babazadeh, Sebastian Lehnhoff; Proceedings for 2019 Eurocon; 0July / 2019

Contribution of Coordinated Charging of Plug-in Electric Vehicles to Urban Medium Voltage Distribution Grid

Behzad Hashemi ; Payam Teimourzadeh Baboli ; Shamsodin Taheri ; René Wamkeue; IEEE 7th International Conference on Smart Energy Grid Engineering (SEGE); 2019

Trust in control: a trust model for power system network assessment

Brand, Michael and Babazadeh, Davood and Lehnhoff, Sebastian and Engel, Dominik; EPJ Web of Conferences; 2019

Grid Function Virtualization for Reliable Provision of Services in Cyber-Physical Energy Systems

Anand Narayan, Batoul Hage Hassan, Shadi Attarha, Carsten Krüger, Davood Babazadeh, Sebastian Lehnhoff; Power and Energy Society (PES) General meeting 2020; 0August / 2020

A Review of the Measures to Enhance Power Systems Resilience

Maedeh Mahzarnia ; Mohsen Parsa Moghaddam ; Payam Teimourzadeh Baboli ; Pierluigi Siano; IEEE Systems Journal; 2020

Real-time Test Platform for Enabling Grid Service Virtualisation in Cyber Physical Energy System

Krüger, Carsten and Narayan, Anand and Castro, Felipe and Hassan, Batoul Hage and Attarha, Shadi and Babazadeh, Davood and Lehnhoff, Sebastian; 2020 25th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA); 2020

Trust assessment of power system states

Brand, Michael and Babazadeh, Davood and Krüger, Carsten and Siemers, Björn and Lehnhoff, Sebastian; Energy Informatics; 2020

Controller Development for Reactive Power Flow Management Between DSO and TSO Networks

K. Sirviö and M. Mekkanen and K. Kauhaniemi and H. Laaksonen and A. Salo and F. Castro and S. Ansari and D. Babazadeh; 2019 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT-Europe); 0Sep. / 2019

Two-Stage Condition-based Maintenance Model of Wind Turbine: from Diagnosis to Prognosis

P. Teimourzadeh Baboli, A. Raeiszadeh, D. Babazadeh and J. Meiners; 2020 IEEE International Smart Cities Conference (ISC2); 0Sep. / 2020

Measurement-based Modeling of Distribution Grid Dynamics: A Digital Twin Approach

P. Teimourzadeh Baboli, Davood Babazadeh, and D. Ruwan Kumara Bowatte; 10th Smart Grid Conference (SGC2020); 0Dec. / 2020

Trust in Power System State Variables based on Trust in Measurements

Michael Brand, Davood Babazadeh and Sebastian Lehnhoff; 2021 IEEE Madrid PowerTech; 006 / 2021

CybResLab

Laufzeit

Start: 01.10.2017
Ende: 31.03.2021

Fördermittelgeber

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