智能電動(dòng)汽車電網(wǎng)系統(tǒng)與智能電網(wǎng)的安全集成

電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施與現(xiàn)有電網(wǎng)或今后智能電網(wǎng)的安全集成仍有一些問(wèn)題需要解決。首先，電動(dòng)汽車的充電功率較一般家庭電網(wǎng)功率大很多，因此減小負(fù)荷尤為重要。其次，電動(dòng)汽車作為移動(dòng)負(fù)荷和分布式電源，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商希望其在電網(wǎng)用電低谷時(shí)充電，用電高峰時(shí)為電網(wǎng)回饋電力，對(duì)電網(wǎng)起到削峰填谷作用。這種運(yùn)行模式很大程度上依賴于它們之間的信息交流與協(xié)調(diào)，以及安全可靠的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。因此，電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性非常重要。

對(duì)于電網(wǎng)安全，一方面，由于惡意攻擊者可偽造并注入虛假協(xié)調(diào)信息，使電動(dòng)汽車以最大功率在電網(wǎng)用電高峰時(shí)刻充電，或使負(fù)荷削減命令無(wú)響應(yīng)，從而使電網(wǎng)失穩(wěn)或停運(yùn)；另一方面，由于電網(wǎng)的保護(hù)主要是通過(guò)隱匿和物理隔離，困此充電設(shè)施和電網(wǎng)的整合可能會(huì)暴露出新的電網(wǎng)攻擊途徑。

為智能電動(dòng)汽車的充電設(shè)施和需求響應(yīng)機(jī)制提出了一套可擴(kuò)展的縱深防御網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)。首先，構(gòu)建了一個(gè)快速時(shí)間響應(yīng)系統(tǒng)，其可以啟動(dòng)廣泛的需求響應(yīng)模型，使電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可實(shí)時(shí)控制電動(dòng)汽車充電負(fù)荷。其次，提出了一套可擴(kuò)展的縱深防御網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)，來(lái)確保電動(dòng)汽車電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

試驗(yàn)結(jié)果表明，不管是能源利用效率還是虛擬旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備，該電網(wǎng)系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了智能負(fù)荷在滿足各種需求響應(yīng)模型下的時(shí)序要求，并有一個(gè)通用接口來(lái)支持廣泛的需求響應(yīng)模型。此外，還為電動(dòng)汽車電網(wǎng)系統(tǒng)制定了一個(gè)全面的網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)，這種輕量級(jí)的安全機(jī)制為電網(wǎng)與充電車輛間通信及智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全控制提供了基于需求的設(shè)備身份認(rèn)證，且足以覆蓋全部現(xiàn)有需求響應(yīng)模型。

刊名：IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems（英）

刊期：2015年第6期

作者：Aldar C.-F.Chan et al

編譯：張志陽(yáng)