افزایش امنیت سامانه های انتقال شبکه برق در برابر حملات مخرب در حوزه پدافند غیرعامل

نویسندگان

1 دکتری هوافضا، معاونت انرژی سازمان پدافند غیرعامل کشور

2 دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

خرابکاری تروریست­ها و حمله دشمنان به زیرساخت­های حوزه انرژی، علی­الخصوص سیستم­های انتقال برق که واسط مابین مراکز تولید و مصرف انرژی الکتریکی هستند، یک خطر بالقوه امنیتی به حساب می­آید. با توجه به اهمیت و جایگاه انرژی الکتریکی در هنگام مقابله با بحران و لزوم آمادگی برای کاهش آسیب­پذیری و بازیابی تأسیسات برقی، ضرورت تقویت پدافند غیرعامل در این حوزه بیش از پیش احساس می­شود. در این مقاله ابتدا به شناسایی تهدیدات خرابکارانه در شبکه­های انتقال انرژی الکتریکی در سیستم قدرت (اعم از خطوط انتقال و پست­های فشار قوی) پرداخته شده، سپس راهبردها و ایده­های موثری در جهت کاهش میزان آسیب­پذیری این مراکز ارائه گردیده که در مجموع به افزایش پایداری و امنیت شبکه تحت شرایط بحرانی و غیرطبیعی کمک خواهد کرد. همچنین، یک ارزیابی کلی جهت تعیین میزان اثرگذاری سیستم­های انتقال انرژی الکتریکی بر امنیت سیستم قدرت انجام شده که در پی آن، با انجام شبیه­سازی­های آنالیز حوادث در یک شبکه نمونه، تاثیر خروج سیستم­های انتقال برق در اثر حملات مخرب مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، ملاحظه گردیده که خروج ترانسفورماتورهای قدرت بیشترین تاثیر را در امنیت اضافه بار، و خروج خطوط انتقال بیشترین تاثیر را در امنیت ولتاژ داشته، و اختلال در عملکرد این عناصر باعث ایجاد تغییراتی در امنیت دینامیکی شبکه نمونه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Enhancing Security of Power Transmission Systems Against Destructive Attacks in the Field of the Passive Defense

نویسنده [English]

  • - - 1
1 -
چکیده [English]

In recent years, concerns over hostile attacks against various infrastructures, especially the power system, have been increased. According to importance and the role of electrical energy in confronting with crisis, the need to rebuild the power grid, provide security conditions, and reduce the vulnerability of electrical installations, and the need to strengthen the passive defense have arisen more and more. In this paper, first, the threats and the vulnerability of the electrical energy transmission systems in the power grid (including transmission lines and high voltage substations) will be identified, then the strategies and Effective ideas will be provided to decrease the vulnerability of these centers, which, in general, will help to increase the stability and security of the power system under abnormal conditions. Also, by performing simulations of contingency analysis in a typical grid, the impact of outage of power transmission systems will be analyzed. Then, it will be  observed that the outage of power transformers have the greatest impact on the overload security, and the outage of the transmission lines have the greatest impact on the voltage security, and any disturbance for them may cause changes in the dynamic security of the case study network.       

کلیدواژه‌ها [English]

  • Passive Defense
  • Power Transmission Systems
  • Destructive Attacks
  • network security
  1.  1.     شرکت مهندسین مشاور موننکو،  مرکز مطالعات سیستم و انرژی: کاربرد پدافند غیرعامل در صنعت برق، 1393.##

     2.     اسکندری، محمد، امیدوار، بابک، توکلی ثانی، محمدصادق، تحلیل خسارت شریان­های حیاتی با درنظرگرفتن اثرات  وابستگی در اثر حملات هدفمند مطالعه موردی شبکه آب و برق در یک منطقه شهری؛ نشریه مدیریت بحران، ویژه­نامه هفته پدافند غیر عامل، شماره 2، صص 30-19، 1391.##

     3.     حق­مرام، رضا، رحمانی، هادی، شناسایی تهدیدات تروریستی در یک شبکه برق و بهره­گیری از منابع تجدیدپذیر به­همراه خازن­گذاری      به­منظور تقویت سطح پدافند غیرعامل، نشریه پدافند غیرعامل، دانشگاه امام حسین (ع)، سال ششم، شماره 3، صص 86-79، 1394.##

    1. M. Amin, “Security challenges for the electricity infrastructure,” IEEE, Supplement to computer, vol. 35, no. 4, pp. 8-10, 2002.##
    2. A. Abel, P. W. Parfomak, and A. D. Shea, “Electric Utility Infrastructure Vulnerabilities: Transformers, Towers, and Terrorism,” Congressional Research Service Reports, UNT Libraries Government Documents Department, 2004.##
    3. S. Hirschberg, C. Bauer, P. Burgherr, et al., “Health effects of technologies for power generation: Contributions from normal operation, severe accidents and terrorist threat,” Reliability Engineering and System Safety, vol. 145, pp. 373-387, 2015.##
    4. D. Watts, “Security & Vulnerability in Electric Power Systems,” 35th North American Power Symposium, University of     Missouri-Rolla in Rolla, Missouri, pp. 559-566, 2003.##
    5. J. Salmeron, K. Wood, and R. Baldick, “Analysis of electric grid security under terrorist threat,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 19, no. 2, pp. 905-912, 2004.##
    6. National Research Council, “Terrorism and the Electric Power Delivery System,” Washington DC: The National Academies Press, 2012.##
    7. National Research Council, “The Resilience of the Electric Power Delivery System in Response to Terrorism and Natural Disasters,” Summary of a Workshop, Washington DC: The National Academies Press, 2013.##
    1. میثمی، حسین، موسوی، پدرام، مبانی مهندسی و روش­های اجرایی سازه­ای پدافند غیرعامل شریان حیاتی وزارت نیرو، نشریه پدافند غیرعامل، دانشگاه امام حسین (ع)، شماره 1، صص 70- 61، 1388.##
    2. آزاده‌دل، رمضانعلی، منصف، حسن، دهقانی، حمید، مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم قدرت با رویکرد پدافند غیرعامل در مقابل حملات الکترومغناطیسی، نشریه پدافند غیرعامل، دانشگاه امام حسین (ع)، سال پنجم، شماره 4، صص 40-29، 1393.##
    3. گندمکار، مجید، دادفر، سجاد، عزتی، سیدمیثم، مبانی پدافند غیرعامل و مصادیق آن در صنعت برق با نگاه به مدیریت استراتژیک، چهاردهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی برق ایران، دانشگاه کرمانشاه، 1390.##
      1. D. Peppas, “Development and Analysis of Nordic32 Power System Model in PowerFactory,” KTH Electrical Engineering, Stockholm, Master Thesis, 2008.##
      2. Th. Van Cutsem, M. Glavic, and W. Rosehart, “Test Systems for Voltage Stability Analysis and Security Assessment,” IEEE PES Task Force on Test Systems for Voltage Stability Analysis and Security Assessment, 2015.##
      3. A. Dissanayaka, U. D. Annakkage, B. Jayasekara, and B. Bagen, “Risk-Based Dynamic Security Assessment,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 26, no. 3, pp. 1302-1308, 2011.##
      4. G. Longatt, R. Francisco, and J. Luis, “Power Factory Applications for Power System Analysis,” Springer International Publishing, 2014.##