參考資料之來源及日期：Interdependence and Security of Cyber-Physical Power System , ELECTRA N°323 - August 2022.

網頁：https://electra.cigre.org/323-august-2022/technology-e2e/interdependence-and-security-of-cyber-physical-power-system.html
參考資料之作者：Qinglai Guo, WG D2.56 Convener, and Luo Xu, WG D2.56 Secretary

    電網數位化為未來發展趨勢，通過建置於基礎建設之上的資訊與通訊科技設備，偵測並調控生產端與使用端之電力配置情形，使包括發電、輸電、配電和用電在內之各層面皆達到更高效率。

　　參考資料作者Qinglai Guo為CIGRE 工作小組 WG D2.56之召集人，撰文介紹網路實體電力系統（Cyber-Physical Power Systems；CPPS）的基礎結構、應用可能性、衍生性問題與未來關鍵技術。CPPS目前有多個面向，如用以監測、保護、控制和即時運轉的能源管理系統 (Energy Management Systems；EMS) 和廣域量測系統 (Wide-Area Measurement Systems；WAMS)。

　　就CPPS的基礎結構而言，由於網路資訊系統與實體電網的深度相互依賴，通訊網路受到之擾動可能傳播到實體電網，危及電力系統運轉，導致安全性與穩定性問題。近幾十年來，不乏由惡意通訊攻擊等網路干擾引起的大範圍停電案例。

　　就CPPS的應用可能性而言，多主體協同運作（Collaborative Operation among Multiple Entities）是一項顯著表徵，如虛擬發電廠、電動汽車與智能建築，皆兼有電力連結與數據交換。雖然電網監管在相對隔離、安全的網路空間中，但這些第三方資源的網路系統大多內建開放的網路空間，容易受到惡意網路攻擊，最終危及電網運轉。不同實體的協調可以提供額外的靈活性來支持其運轉並有利於更大規模提高資源配置效率，但同時也使電力系統面臨潛在的網路安全和隱私威脅。

　　除了安全與隱私問題以外，CPPS仍需克服的一個問題為時間延遲效應（Time-Delay Effects），資訊系統時間延遲與實體電力系統動力學的耦合會使CPPS動態性能和穩定性問題更加複雜。網路方面的時間延遲是發展大規模電力系統廣域控制系統（Wide-Area Control Systems；WACS）和微電網快速響應全分散式控制的主要障礙。

　　參考資料之作者Qinglai Guo指出，目前CIGRE 工作小組 WG D2.56的重點關注技術方向，會在於相關模型建立以及相互依賴之分析，結合離散網路空間和連續實體空間的整合資訊實體模型是進一步研究CPPS交互機制的基礎。因為現有的方法論主要集中在CPPS的實體面和網路面，對兩者的相互依賴和相互作用關注不夠。藉由數據源的發展與應用，可使實體克服與資訊不對稱或資訊不完整相關的一些不便和不經濟。

　　另外，數位孿生（Digital Twin；DT）和協同模擬（Co-Simulation）在CPPS之發展上亦為關鍵技術，DT技術是一種多尺度的概率模擬系統，使用高精度實體模型且具即時數據的綜合多實體場。DT在CPPS模擬中的應用也有利於發現CPPS在面對各種類型的網路威脅或資訊實體耦合干擾時的弱點，對於復雜CPPS的精確大規模即時模擬和預決策（Pre-Decision-Making）極具潛力。

　　我國位居地緣政治之不穩定處，於今年8月初陸續有台鐵與連鎖超商之顯示系統遭駭客大規模入侵並植入威脅訊息之情事。因應再生能源政策，我國電力系統之發展有強化結合資訊科技精準調控之未來趨勢，亦應重視該技術可能帶來之相應風險與預防方案，避免電力系統與相牽連之基礎設施因通訊攻擊或網路實體耦合問題影響運轉之穩定性。

經濟部能源局111年度「電力工程技術規範及高壓用電設備管理計畫(2/3)」

台灣綜合研究院電力工程研究團隊 編輯

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