基础设施的安全漏洞,例如 2021 年殖民管道的安全漏洞以及自 2010 年代中期至今破坏乌克兰电网的攻击,已将网络安全推到了首要位置。随着今年欧洲政治紧张局势的升级,人们对关键基础设施安全的担忧也随之加剧。工业领域的运营商面临着新的网络安全威胁,这增加了服务中断、财产损失和环境损害的风险。在地缘政治紧张局势加剧的背景下,拥有网络连接系统的工业公司现在被视为对手推进政治、社会或军事议程的主要目标。此外,最近的俄乌冲突向全世界敲响了警钟,提醒人们注意通过网络攻击针对能源网的危险。成功用于入侵乌克兰能源网的攻击方法、技术和程序可以在其他地方使用。这项工作旨在对网络战日益增多的能源基础设施的网络安全进行全面分析。本文回顾了近期与能源相关的网络攻击的历史及其原因,讨论了电网的脆弱性,并提出了保护电网免受攻击的预防措施。索引术语 — 关键基础设施网络安全、俄乌战争、智能电网黑客攻击、电网网络安全、电力系统数字化、能源网络战。1. 简介
随着通用纠错量子计算机的发展,我们有许多机会来测试当前和近期量子硬件的解决问题的能力 [1]。除了化学、人工智能和采样问题之外,组合优化问题也是量子加速解决方案的绝佳候选 [2]。与此同时,关于如何构建下一代能源网的新范式正在出现,这种能源网安全、有弹性、经济高效,可以容纳大量分布式可再生能源。这样的系统可能涉及密集的在线计算、多个时间尺度上的最优控制和广泛的状态监控,以动态适应不同的发电和需求 [3]。鉴于这项任务的复杂性,离线优化和合理设计电网属性以实现更高效的在线计算和观察对于未来电网的性能至关重要。在最简单的描述中,电网可以建模为一个无向图,其中系统中的总线被分配给图节点,分支被分配给图边。在这个抽象层次上,设计电力系统的第一步是解决图上定义的组合优化问题。许多与电网相关的组合优化问题都是 NP 完全的 [4] [5] [6]。因此,在无法获得精确解的情况下,确定和评估新型近似和启发式解决方法的性能对于电力系统设计中组合优化问题尤为重要。
就像连接到互联网的个人计算机一样,这些系统的潜在价值随着它们的连接性增加而增加。想象一下城市中的自动驾驶汽车,与交通控制部门进行通信以帮助减少污染和拥堵,这两个系统都会通知未来的智能能源网电动汽车将在何时何地充电。英国各地的创新者可以通过链接的虚拟和物理实验室和创新空间进行协作。开发人员和用户可以通过虚拟现实和共享模拟环境实时交互,远程与智能机器交互。
运营商 (MISO) 批准了其远程输电计划中的首批项目。第一阶段包括连接明尼苏达州北部和中部的联合输电项目,该项目将由明尼苏达电力公司和 Great River Energy 建设和拥有(您可以在上方阅读有关该投资的更多信息)。这项输电投资是明尼苏达电力公司扩建和现代化其现有 550 兆瓦 HVDC 输电线路的计划以及 ALLETE 对美国输电公司的投资的补充。所有这些都是我们重大输电投资战略的重要例子,旨在支持增加可再生能源,同时提高区域能源网的可靠性和弹性。
ETIP SNET 由欧盟委员会于 2016 年作为 SET 计划的一部分推出,旨在制定研究和创新愿景,重点关注智能能源网络。更具体地说,ETIP SNET 旨在汇集不同的观点和专业知识,为 SET 计划行动提供意见,特别是行动 4“提高能源系统的弹性、安全性和智能性”。对能源网的关注对于我们不断发展的能源格局至关重要;电网是我们电力系统的支柱,随着我们向净零能源系统迈进,它们的重要性预计会日益增加,这也是由于对灵活发电的需求增加。
随着电力系统和整个经济的脱碳目标不断推进,很明显,未来的能源网将与今天大不相同。随着风能和太阳能水平的上升,电力系统将越来越需要不同类型的灵活性来平衡供需并保持可靠性。氢气生产有可能提供这种灵活性。 ESIG 2022 年的报告《提高电力系统灵活性:工业电气化和绿色氢气生产的作用》指出,需要将绿色氢气生产更深入地融入电力系统规划流程,并需要开展更多工作来了解绿色氢气生产对电力系统运营和市场运营的影响。 1