최근 진행되고 있는 제주 스마트그리드 실증에서 스마트 파워 그리드는 특히 기존의 전력 IT 기술의 통합을 통한 전력 계통 운영의 개선을 목표로 하고 있다. 스마트 파워 그리드의 구축을 위해서는 전력망의 실시간 양방향 통신과 상호 연동성이 필수적이다. 그러나, 스마트그리드의 도입으로 인한 무선 센서 수와 통신망의 외부 노출기회의 증가는 전력망의 보안취약점을 증가시킨다. 또한, 통신망의 데이터 도청 및 위변조 공격을 통한 해커의 공격은 전력 계통 시스템에 대한 혼란을 야기 시킬 수 있다. 스마트 파워 그리드는 스마트그리드의 추진을 위해 가장 핵심이 되는 시스템의 하나로 문제의 발생시 스마트그리드의 존립을 위협하게 되므로 체계적인 보안설계가 필수적이다. 본 논문에서는 국내외 스마트 그리드 보안 표준 및 전력 계통 시스템의 보안 취약점 및 요구사항 분석을 기반으로 스마트 파워 그리드 실증을 위한 2단계 보안 서비스 모델을 제안하였다.
In this paper, a methodology was proposed to reduce the electrical level and spatial size of the smart grid with distributed generations (DGs) to a scale in which the electrical phenomena and control strategies for disturbances on the smart grid could be safely and freely experimented and observed. Based on the design methodology, a micro smart grid simulator with a substation transformer capacity of 190VA, voltage level of 19V, maximum breaking current of 20A and size of $2{\times}2m^2$ was designed by reducing the substation transformer capacity of 45MVA, voltage level of 23kV and area of $2{\times}2km^2$ of the smart grid to over one thousandth, and also reducing the maximum breaking current of 12kA of the smart grid to 1/600. It was verified that the proposed design methodology and designed micro smart grid simulator were very effective by identifying how all of the fault currents are limited to within the maximum breaking current of 20A, and by confirming that the maximum error between the fault currents obtained from the fault analysis method and the simulation method is within 1.8% through the EMTP-RV simulation results to the micro smart grid simulator model.
Smart Grid는 전기망과 정보통신망이 융합된 형태로 발전 송전 배전의 전 과정에 대한 통제가 가능하고, 결과적으로 에너지 사용의 효율성을 높이고자 하는 것이 지능형 전기망이다. 정보통신망을 이용하기 때문에 기존의 다양한 사이버 보안위협으로부터 그대로 노출되어 있으며, 전기망에서의 취약점도 함께 가지고 있다. 본 논문에서는 우리나라보다 먼저 Smart Grid를 도입한 나라의 Smart Grid 공격 사례와 예상 공격에 대한 취약점을 분석하고, 분석된 취약점에 대한 Smart Grid 보안 대책을 마련한다. 본 연구를 통해 Smart Grid에 대한 보안성 강화와 사회안정성 향상에 기여하게 될 것이다.
우리나라에서도 2010년 1월 25일 지식경제부의 "Smart Grid 로드맵" 확정으로 Smart Grid 사업이 진행 중이다. 그러나 정보통신 환경에서 발생하고 있는 다양한 공격에 대한 보안위협이 Smart Meter에서도 발생하고 있다. 따라서 본 논문에서는 Smart Grid에 사용되는 Smart Meter 공격을 분석하고 Smart Meter 방어 방안을 제시한다.
스마트그리드를 성공적으로 구축하기 위해서는 소비자 수용성 확보라는 정책목표를 설정하고, 소비자 수용성에 영향을 미치는 요인을 과학적으로 분석해 나가야 한다. 결국 최종 소비자가 스마트그리드 제품 및 서비스를 받아들이느냐 여부에 따라 스마트그리드의 확산이 달려 있기 때문이다. 아직 국내에서 스마트그리드 소비자 수용성 요인을 체계적으로 연구한 사례가 없는 가운데, 본 연구는 기존 스마트그리드 수용성 요인에 대한 검토를 통해 스마트그리드 수용을 확대하기 위한 정책적 시사점을 이끌어내고자 하였다. 분석결과, 주요 수용요인으로 금전적 편익, 친환경성, 사이버 보안, 이해도 등을 확인하였다. 그리고 소비자 중심의 스마트그리드 교육 및 홍보, 환경 친화적 제도와 연계, 스마트그리드 사이버보안 강화 등에 대한 정책적 시사점을 제시하였다. 본 연구는 스마트그리드 소비자 수용성 관련 실증분석을 시행함에 있어 주요 참고자료로 활용될 수 있을 것이고, 스마트그리드 소비자 세분화 연구에 있어서도 주요 이론적 토대가 될 것이다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제22권12호
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pp.29-36
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2022
Smart grid (SG) software platforms and communication networks that run and manage the entire grid are increasingly concerned about cyber security. Characteristics of the smart grid networks, including heterogeneity, time restrictions, bandwidth, scalability, and other factors make it difficult to secure. The age-old strategy of "building bigger walls" is no longer sufficient given the rise in the quantity and size of cyberattacks as well as the sophisticated methods threat actor uses to hide their actions. Cyber security experts utilize technologies and procedures to defend IT systems and data from intruders. The primary objective of every organization's cybersecurity team is to safeguard data and information technology (IT) infrastructure. Consequently, further research is required to create guidelines and methods that are compatible with smart grid security. In this study, we have discussed objectives of of smart grid security, challenges of smart grid security, defensive cybersecurity techniques, offensive cybersecurity techniques and open research challenges of cybersecurity.
Smart grid is widely considered to be a next generation power grid, which will be integrated with information feedback communications.However, smart grid communication technologies are subject to inefficient spectrum allocation problems. Cognitive radio networks can solve the problemof spectrumscarcity by opening the under-utilized licensed bands to secondary users. In this paper, adaptive cognitive radio spectrum sensing and sharing algorithms are developed for smart grid environments. Simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme in comparison with other existing schemes.
In this paper, we introduce a smart city-cyber-security-grid-matrix methodology, as a result of research on overall cyber security of smart cities. The identified cyber security risks that threaten smart cities and smart-city-cyber-security-threat list are presented. The smart-city-cyber-security-requirements necessary to secure the smart city cyber security with the developed smart city-cyber-security-grid-matrix are given in this paper. We show how the developed smart city-cyber-security-grid-matrix methodology can be applied to real world. For it, we interlocked the developed smart city-cyber-security-grid-matrix methodology with the cyber-security-framework of the National Institute of Standards and Technology, and developed a framework-based smart city-cyber-security-grid-matrix. Using it, it is easy and comfortable to check the level of cyber security of the target smart ciy at a glace, and the construction and operation of the smart city security system is systematized.
본 논문은 스마트그리드 전력망과 정보통신망의 이원화된 별도의 망을 하나의 통신체제로 재구성하고 스마트그리드 융합 정보통신망을 구현하기 위한 보안 방향과 향후 사이버 공격으로부터 방어를 위한 네트워크를 3단계 주요 핵심 망으로 재구성 및 기존 정보통신망 구성 계층인 TCP/IP Layer 4계층과 전력망과의 계층적 분리를 통한 방어 방향을 제안하고 있다. 또한 현재 스마트그리드 전력망의 문제점과 취약성 그리고 3가지 보안 모델을 제안함으로써 연구와 실험을 위한 기반을 제안하고 있다. 미래지향적인 전력산업의 한 기술로써 발전 방향과 현황을 제시하고 본 논문을 통하여 TCP/IP Layer별 공격과 방어를 전력망과 융합하고 새로운 스마트그리드 전력통신망 기술과 시장의 발전방향 및 스마트그리드 향후 정보보안 과제를 알아보는데 의의가 있다.
Power system technologies in the area of smart grid are being converged with communication system technologies or information technologies(IT). This interdisciplinary action affects on two parts vigorously so that IT has become a essential part of power industry. But terminologies of two parts are confused and it is necessary that these are standardized to develop the industry. The interpretation works with scientific and technological standard of the smart grid terminologies which are IEC TC 57 glossary and non-glossary terminologies are introduced. Based on the interpretation works of the smart grid terminologies, an online terminology information system for the standardization of smart grid terminologies is proposed. The system provides the capability of collection and delivery of academic society opinions for the selected and interpreted terminologies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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