Regelung und Automatisierung von hybriden AC/DC Verteilnetzen, unter Berücksichtigung cyberphysikalischer Sicherheitsaspekte (DC-Sek)

Abstract

Im Rahmen dieses Teilvorhabens wurden umfassende Methoden und Modelle zur Regelung, Simulation und Validierung hybrider AC/DC-Verteilnetze entwickelt. Offline- und Echtzeitsimulationsmodelle hybrider MVAC/MVDC-Netze wurden realisiert, die sowohl Komponenten- als auch Systemstudien erlauben. Eine Multirate-Simulation auf einer CPU-FPGA-Plattform wurde entwickelt, um die Echtzeitsimulation mit detaillierten Schaltermodellen auf Wandlerebene aufzubauen. Zur Untersuchung der Cybersicherheit wurden bestehende Simulationsmodelle erweitert, um verschiedene Angriffsszenarien - Denial-of-Service-, Replay- und False-Data-Injection-Angriffe - zu berücksichtigen. Die Ergebnisse der Offline- und Echtzeitsimulationen zeigen, dass insbesondere Replay-Angriffe eine besondere Herausforderung für die Cybersicherheit darstellen. Zur experimentellen Validierung wurden Multi-Konverter-Systeme in Echtzeit modelliert und simuliert. Mithilfe analytischer Methoden wurden geeignete Simulationsparameter abgeleitet und die Simulationstreue überprüft. Abschließend erfolgten Hardware-in-the-Loop-(HiL)-Tests an dreiphasigen DAB3-Wandlern, die eine sichere und flexible Testumgebung boten.