Verbundvorhaben: Resili8 - Resilience for cyber-physical energy systems; Teilvorhaben: Schwachstellenanalyse von Redispatch-2.0.- und Metering Systemen

Abstract

Dezentralisierung, Flexibilisierung und Digitalisierung von Energiesystemen hin zu intelligenten Netzen („Smart Grids“) führen zu einer komplexen Vernetzung physikalischer und digitaler Komponenten, die miteinander interagieren und kommunizieren. Man spricht in diesem Kontext auch von cyberphysischen (cyber-physical) Energiesystemen (CPES). Mit zunehmender Komplexität von CPES ergeben sich zahlreiche neue (oder bisher unwesentliche) potenzielle Schwachstellen und damit erhebliche Herausforderungen und neue Anforderungen im Hinblick auf die Resilienz (Systemzuverlässigkeit) von Energiesystemen und ihren Komponenten. Diese Herausforderungen sind einerseits durch den erhöhten Grad an Vernetzung und Digitalisierung aufgrund vermehrter Verwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) bedingt, können andererseits aber gerade durch einen zielgerichteten Einsatz moderner IKT bewältigt werden. Resilienz ist die Fähigkeit eines Systems, Störereignisse vorherzusagen und zu detektieren, auf sie zu reagieren, indem das System in einen stabilen Betriebszustand mit verminderter Funktionalität übergeht, und Maßnahmen zu ergreifen, um zum gewünschten Betriebszustand zurückzukehren, vgl. (Lapac, Anja (Redaktion), 2021) (Mayer & Brunekreeft, 2021). Wenn Energiesysteme auf allen Netzebenen hochgradig von Digitalisierungstechnologien durchdrungen sind, kann dem Resilienzaspekt nur dann angemessen entsprochen werden, wenn eine cyberphysische Perspektive grundsätzlich bei allen Entwurfs-, Betriebs- und Analyseaspekten gewahrt wird.

While in the international overall consortium the general framework of resilience for cyber-physical energy systems has been worked on very broadly, including many topics closely related to very abstract scientific contexts, Solandeo GmbH in their sub-project “Weakness analysis of Redispatch-2.0- and metering systems” has particularly focused on risk evaluation of sensor and forecast-based systems supporting market processes. Essential input data of systems for critical market processes are measurement data and forecast data, in particular also increasingly often data with regard to energy generation of renewable energy power plants in (quasi) real-time as well as with regard to extrapolation and forecast of energy generation, consumption and supply. Minimizing the influence of missing or faulty data is among the most substantial tasks of forecast service providers and metering operators. As such an market actor, Solandeo GmbH performs this tasks in their daily business for their customers. The impact of faulty data, deliberately manipulated or due to, e.g., flawed measurements and/or pre-processing or data cleaning, respectively, of inconsistent data, on subsequent systems and the robustness of existing validation and repair mechanisms against such attacks have been dealt with by Solandeo in the Resili8 project. This has yielded important insights serving towards improvements of existing systems as well as foundations and principles for risk evaluation with regard to the operation of software services in the area of critical infrastructures.