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清華電機呂臨佑博士生榮獲北美電力研討會NAPS BEST PAPER殊榮

北美電力研討會(IEEE North American Power Symposium, 以下稱NAPS),是由IEEE Power and Energy Society (PES)學會主辦之國際研討會,主要宗旨在提供電力與能源領域之研究生一發表展示與互相交流研究成果之平台。今年初甫以科技部千里馬計畫赴伊利諾大學香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign, UIUC)訪問之清華電機博士生呂臨佑,與UIUC博士生劉皓然及指導教授Hao Zhu於NAPS 2016所發表之論文獲評審團青睞,奪下2nd Best Paper Award(次佳論文獎)殊榮。
 

獲獎名稱:2nd Best Paper Award (次佳論文獎)

獲獎作品:Distributed Secondary Control for Isolated Microgrids under Malicious Attacks

(應用於獨立微型電網之分散式次級控制於惡意網路攻擊下應變研析)

作者:Lin-Yu Lu (呂臨佑), Hao-Jan Liu (劉皓然), Hao Zhu

清華電機博士生呂臨佑

清華電機博士生呂臨佑解釋到,不同於傳統之大型併聯電力網路,微型電網為大型電網中可與主網切斷獨立運作之部分網路,亦或完全獨立於任一大型電力系統以外之供電系統,例如:偏遠地區之獨立電網、大型船艦之供電系統。於近年來以再生能源為主之分散式發電源於電網中占比持續提升,採用微型電網之運作模式將可更有效率地利用各小型發電源,並提供區域高品質之電力,意即穩定之頻率、電壓。

呂臨佑進一步說明,傳統之微電網頻率控制架構為集中式控制,一中央控制單元與所有發電裝置保持通訊,運算各發電源合適之設定並下達指令;相較於此,近年之智慧電網發展趨勢更強調電網中個別元件之通訊、運算能力,若能依此概念採用分散式控制架構,也就是發電裝置只與周圍鄰近之裝置溝通以達成共識,則可:(1)降低控制所需之通訊網路建置成本;(2)提升系統之可擴充性,任一發電裝置可輕易加入系統同步運轉;(3)提升系統強健性而不輕易因單一元件故障造成整體系統無法操作。

 

傳統集中式控制與本研究之分散式控制架構

但由於針對電力控制系統等高價值目標之網路惡意攻擊日益猖獗,採用低成本之分散式控制亦使個別控制單元更容易暴露在攻擊之風險中。更有甚者,獨立微電網因通常只有少且小容量之電力裝置在支撐系統,當控制系統遭受網路攻擊時將更容易擾動過大而無法穩定運轉。

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分散式控制中之惡意攻擊模型

而本篇獲獎論文,即是在獨立微電網中採用分散式共識控制以維持精確穩定之供電頻率,同時在控制系統之通訊網路中刻意加入惡意攻擊,推導出攻擊下整體系統之動態反應,並按照此觀察設計應變措施,依據攻擊的特性調整控制系統以準確地排除該攻擊對系統之負面效應,藉此確保微型電網在擾動排除後可持續穩定運轉供電。

NAPS 2016 2nd Best Paper Award獎狀

呂臨佑同時表示,本屆NAPS會議共發表了超過160篇論文,因此能獲此殊榮著實感到頗為驚訝並光榮。由於微型電網相關控制及電力系統中通訊網路安全議題,兩者皆為近年智慧電網發展所特別關注之焦點,能以相關研究獲得會議與參與學者之肯定,亦表示我們在研究上作的努力確實對此領域有所貢獻,在此研究上投注之心血沒有白費!

【相關報導】 https://www.iti.illinois.edu/news/illinois-students-win-2nd-best-paper-award-naps

 

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