Defesa de Proposta de Tese de Doutorado de Andrei Mantesso Coimbra, em 05/09/2023, às 14:00 horas, por videoconferência.
Link para defesa: meet.google.com/rzw-budf-igc
Análise da Segurança da Supervisão de Sistemas de Potência no Contexto dos Estudos de Planejamento e Operação
Resumo:
Ao longo da operação em tempo real, a estimação de estado de sistemas de potência (EE) pode experimentar deficiência de medidas, fruto de alterações na configuração da rede, falhas no sistema de aquisição de dados ou eliminação de erros grosseiros. Nos casos em que a carência de dados é severa, a EE funciona inadequadamente, devido a incapacidade do processo de estimação de atenuar a incerteza das medidas. Tais situações críticas de redundância dos dados estão associadas às k-tuplas críticas (Ck-tuplas) do sistema de medição. Entende-se uma Ck-tupla como o grupo de k medidas de um plano de medição cuja indisponibilidade simultânea de todas torna a rede não ob-servável, mas a indisponibilidade de j destas k medidas não acarreta perda da observabilidade. A concepção de Ck-tupla generaliza o conceito de medida crítica (C1-tupla) e de pares críticos de medidas (C2-tuplas), que têm recebido atenção em diversos trabalhos sobre a análise de observabilidade e de criticalidade devido sua conexão com problemas de detecção e identificação de EGs. As Ck-tuplas são de particular interesse na análise de segurança cibernética de redes de energia, em que a vulnerabilidade do sistema de aquisição de dados é avaliada tendo-se em vista a possibilidade injeção de dados maliciosos que causam EGs intencionais e não detectáveis em certos grupos de medidas, correspondentes às Ck-tuplas. O conhecimento das tuplas críticas pode também ser utilizado para aferir a força de um sistema de medição. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia eficiente para a obtenção de tuplas críticas de interesse para a estimação de estado e propor sua utilização em análises rotineiramente realizadas em estudos de planejamento e operação de sistemas de potência, como as análises de contingência e de confiabilidade. No âmbito de tais estudos pretende-se também propor indicadores de confiabilidade e segurança com foco na capacidade de supervisão da rede elétrica pela estimação de estado.
Abstract:
During real-time operation, power system state estimation (SE) may face deficiencies in the measuring system due to changes in the network configuration, data acquisition system failures, or the removal of gross errors. When data scarcity is severe, the estimation process is unable to mitigate measurement uncertainty and SE function does not perform well. Such critical data redundancy situations are associated with critical k-tuples (Ck-tuples) of the measuring system. A Ck-tuple refers to a group of k measurements of a measurement plan, in which the simultaneous unavailability of all of them renders the network unobservable, but the unavailability of j out of these k measurements does not lead to unobservability. The concept of Ck-tuple generalizes the notion of critical measurement (C1-tuple) and critical pair of measurements (C2-tuples), which have received more attention in various studies on observability and criticality analysis due to their relation to the detection and identification of gross measurement errors. Ck-tuples are of particular interest in the analysis of cybersecurity in power networks, where the vulnerability of the data acquisition system is evaluated considering the possibility of injecting malicious data that causes intentional and undetectable errors in certain groups of measurements corresponding to Ck-tuples. Knowledge of critical tuples can also be used to assess the strength of a measurement system. The objective of this work is to present an efficient methodology for obtaining critical k-tuples of interest for state estimation and propose their incorporation in analyses that are routinely performed in power system planning and operation studies, such as contingency and reliability analyses. Within such studies, indicators of reliability and security will also be proposed, focusing on SE capacity to monitor the electrical network.
Banca examinadora:
Prof. Julio Cesar Stacchini de Souza, UFF – Presidente
Prof. Milton Brown Do Coutto Filho, UFF
Prof. Fábio Protti, UFF
Prof. Edimar José de Oliveira, UFJF