FALSE DATA INJECTION ATTACK BY VIRTUAL POWER PLANTS FOR CURTAILMENT MINIMIZATION

Abstract

Studies on false data injection attacks (FDIA) against state estimation were mainly conducted on the transmission system. However, recently, as entities such as distributed energy resources (DERs), virtual power plants (VPPs), energy storage systems (ESSs), and EV charging stations, that are vulnerable to cyber-attacks, began to appear in the distribution system, research on FDIA in the distribution system is being actively conducted. Among them, this paper deals with the FDIA that VPPs attempt in the distribution system. As the number of DERs in the distribution system increases, the curtailment for DERs owned by VPP increases. This paper proposes FDIA model by VPPs to avoid curtailment under the realistic conditions. In the model, VPPs can implement an FDIA that deceives the distribution system operator (DSO)s state estimation with only information obtained from the DERs they own. To verify this, IEEE 33 test feeder was used and the result shows that the attack was successful without being caught in the DSO's bad data detection (BDD). This paper provides the basic concept of VPPs FDIA and shows that future DSOs need algorithms to defend against VPPs FDIA.

상태추정에 대한 허위정보주입공격 연구는 주로 송전계통을 대상으로 연구되어 왔다. 하지만 소규모 분산 자원, 가상 발전소, 에너지 저장장치, 전기차 충전소 등 가상공격에 취약한 자원들이 배전계통에 등장하면서 배전계통에 대한 허위정보주입공격 관련 연구가 최근 활발히 연구되고 있다. 그 중, 이 연구는 가상 발전소 사업자가 배전계통 내에서 시도할 수 있는 허위정보주입공격을 다룬다. 배전계통 내 태양광 발전소와 같은 소규모 분산자원들이 증가하면서 가상 발전소 사업자가 소유한 태양광 발전소에 내려지는 출력제어 조치가 함께 증가하고 있다. 이 연구는 현실적인 조건하에 가상 발전소 사업자가 출력제어 조치를 피하기 위해 시도할 수 있는 허위정보주입공격 모델을 제시한다. 이 공격모델은 가상 발전소 사업자가 자신들이 소유한 태양광 발전소에서 얻는 정보만으로 배전계통 운영자의 상태추정을 속이는 공격이 가능함을 보인다. 이를 증명하기 위해, IEEE 33 테스트 계통을 사용해 본 모델이 배전계통 운영자의 거짓정보감지를 우회할 수 있음을 보였다. 본 연구는 미래에 발생할 수 있는 가상 발전소 사업자의 허위정보주입공격에 대한 기본 개념을 제시하고 미래 배전계통 운영자가 본 연구에 제시한 허위정보주입공격을 방어할 수 있는 알고리즘이 필요함을 보인다.