从气候角度来看，社会电气化的快速发展令人鼓舞。但从化石燃料向风能等可再生能源的转变带来了尚未完全理解的新风险。

来自康科迪亚和魁北克水电公司的研究人员提出了新研究在英国格拉斯哥的主题2023 年 IEEE 智能电网通信、控制和计算技术国际会议（智能电网通讯）。他们的研究探讨了网络攻击所面临的风险海上风电场。具体来说，研究人员认为风电场使用电压源转换器高压直流 (VSC-HVDC) 连接，该连接正迅速成为最具成本效益的采集解决方案海上风能世界各地。

“当我们推进可再生能源的整合时，必须认识到我们正在冒险进入未知领域，存在未知的漏洞和网络威胁，”博士生陈娟伟说。吉娜科迪工程与计算机科学学院康考迪亚信息系统工程学院 (CIISE) 的学生。

“海上风电场使用高压直流技术连接到主电网。这些风电场可能面临新的运营挑战，”陈解释道。“我们的重点是研究如何通过以下方式加剧这些挑战：网络威胁并评估这些威胁可能对我们的电网产生的更广泛影响。”

康科迪亚博士学生Hang Du、CIISE副教授Jun Yan和Gina Cody学院院长Mourad Debbabi以及魁北克水电研究所(IREQ)的Rawad Zgheib也对这项研究做出了贡献。这项工作是广泛研究合作项目的一部分，该项目涉及 Debbabi 教授小组和 Marthe Kassouf 博士领导的 IREQ 网络安全研究小组，以及包括 Zgheib 博士在内的研究团队。

复杂且脆弱的系统

海上风电场比陆上风电场需要更多的网络基础设施，因为海上风电场通常距离陆地数十公里，并且是远程操作的。海上风电场需要通过广域网与陆上系统进行通信。与此同时，涡轮机还与维护船和检查无人机以及彼此之间进行通信。

这种复杂的混合通信架构为网络攻击提供了多个接入点。如果恶意行为者能够渗透风电场侧换流站的局域网，这些行为者就可以篡改系统的传感器。这种篡改可能会导致实际数据被虚假信息替换。因此，电气干扰会在公共耦合点影响海上风电场。

反过来，当所有海上风电场都产生最大输出时，这些扰动可能会引发海上风电场阻尼不良的功率振荡。如果这些网络引起的电气干扰是重复的并且与阻尼不良的功率振荡的频率相匹配，则振荡可能会被放大。

然后，这些放大的振荡可能会通过高压直流系统传输，可能会影响主电网的稳定性。虽然现有系统通常内置冗余以保护其免受物理意外事件的影响，但这种针对网络安全漏洞的保护很少见。

更多信息：Juanwei Chen 等人，针对 VSC-HVDC 连接的海上风电场的数据完整性攻击，2023 年 IEEE 智能电网通信、控制和计算技术国际会议 (SmartGridComm)（2023）。DOI：10.1109/SmartGridComm57358.2023.10333872