Published January 1, 2022 | Version v1
Publication Open

A Comprehensive Review of Cybersecurity in Inverter-Based Smart Power System Amid the Boom of Renewable Energy

Creators

  • 1. Hanoi University of Science and Technology
  • 2. Clarkson University
  • 3. Shibaura Institute of Technology

Description

The blossom of renewable energy worldwide and its uncertain nature have driven the need for a more intelligent power system with the deep integration of smart power electronics.The smart inverter is one of the most critical components for the optimal operation of Smart Grid.However, due to the deep information and communication technology (ICT) infrastructure implementation that most inverter-based smart power systems tend to have, they are vulnerable to severe external threats such as cyberattacks by hackers.This paper presents a comprehensive review of the system structure and vulnerabilities of typical inverter-based power system with distributed energy resources (DERs) integration, nature of several types of cyberattacks, state-of-the-art defense strategies including several detection and mitigation techniques, and an overview and comparison of testbed and simulation tools applicable for cyber-physical research.Finally, challenges, unsolved problems, and future direction of the field are discussed and concluded at the end of the journal.This paper provides an all-inclusive survey at the state of the art smart grid cybersecurity research and paves the path for potential research topics in the future.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أدى ازدهار الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم وطبيعتها غير المؤكدة إلى الحاجة إلى نظام طاقة أكثر ذكاءً مع التكامل العميق لإلكترونيات الطاقة الذكية. يعد العاكس الذكي أحد أهم المكونات للتشغيل الأمثل للشبكة الذكية. ومع ذلك، نظرًا للتنفيذ العميق للبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT) التي تميل معظم أنظمة الطاقة الذكية القائمة على العاكس إلى امتلاكها، فهي عرضة للتهديدات الخارجية الشديدة مثل الهجمات الإلكترونية من قبل المتسللين. تقدم هذه الورقة مراجعة شاملة لهيكل النظام ونقاط الضعف في نظام الطاقة النموذجي القائم على العاكس مع تكامل موارد الطاقة الموزعة (DERs)، وطبيعة عدة أنواع من الهجمات الإلكترونية، واستراتيجيات الدفاع الحديثة بما في ذلك العديد من تقنيات الكشف والتخفيف، ونظرة عامة ومقارنة بين منصة الاختبار وأدوات المحاكاة المطبقة على الأبحاث الفيزيائية السيبرانية. أخيرًا، تتم مناقشة التحديات والمشاكل التي لم يتم حلها والاتجاه المستقبلي للحقل واختتامها في نهاية المجلة. توفر هذه الورقة دراسة استقصائية شاملة في أحدث أبحاث الأمن السيبراني للشبكة الذكية وتمهد الطريق لموضوعات البحث المحتملة في المستقبل.

Translated Description (French)

La floraison des énergies renouvelables dans le monde et sa nature incertaine ont conduit à la nécessité d'un système d'alimentation plus intelligent avec l'intégration profonde de l'électronique de puissance intelligente.L' onduleur intelligent est l'un des composants les plus critiques pour le fonctionnement optimal du réseau intelligent.Toutefois, en raison de la mise en œuvre profonde de l'infrastructure des technologies de l'information et de la communication (TIC) que la plupart des systèmes d'alimentation intelligents basés sur les onduleurs ont tendance à avoir, ils sont vulnérables aux menaces externes graves telles que les cyberattaques par des pirates informatiques.Cet article présente un examen complet de la structure du système et des vulnérabilités d'un système d'alimentation typique basé sur un onduleur avec intégration de ressources énergétiques distribuées (DER), nature de plusieurs types de cyberattaques, stratégies de défense de pointe, y compris plusieurs techniques de détection et d'atténuation, et un aperçu et une comparaison des outils de test et de simulation applicables à la recherche cyber-physique. Enfin, les défis, les problèmes non résolus et l'orientation future du domaine sont discutés et conclus à la fin de la revue. Cet article fournit une enquête complète sur la recherche de pointe sur la cybersécurité des réseaux intelligents et ouvre la voie à des sujets de recherche potentiels à l'avenir.

Translated Description (Spanish)

El florecimiento de la energía renovable en todo el mundo y su naturaleza incierta han impulsado la necesidad de un sistema de energía más inteligente con la integración profunda de la electrónica de potencia inteligente. El inversor inteligente es uno de los componentes más críticos para el funcionamiento óptimo de la red inteligente. Sin embargo, debido a la implementación profunda de la infraestructura de tecnología de la información y la comunicación (TIC) que tienden a tener la mayoría de los sistemas de energía inteligentes basados en inversores, son vulnerables a amenazas externas graves, como los ciberataques de piratas informáticos. Este documento presenta una revisión exhaustiva de la estructura del sistema y las vulnerabilidades del sistema de energía típico basado en inversores con integración de recursos energéticos distribuidos (der), la naturaleza de varios tipos de ciberataques, estrategias de defensa de vanguardia que incluyen varias técnicas de detección y mitigación, y una descripción general y comparación de las herramientas de prueba y simulación aplicables para la investigación ciberfísica. Finalmente, los desafíos, los problemas no resueltos y la dirección futura del campo se discuten y concluyen al final de la revista. Este documento proporciona una encuesta integral en la investigación de ciberseguridad de red inteligente de vanguardia y allana el camino para posibles temas de investigación en el futuro.

Files

09745091.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:89c60f632ff6da3a00cff3f9b59e7ff5
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مراجعة شاملة للأمن السيبراني في نظام الطاقة الذكية القائم على العاكس وسط طفرة الطاقة المتجددة
Translated title (French)
Un examen complet de la cybersécurité dans le système d'alimentation intelligent basé sur onduleur au milieu de l'essor des énergies renouvelables
Translated title (Spanish)
Una revisión exhaustiva de la ciberseguridad en el sistema de energía inteligente basado en inversores en medio del auge de las energías renovables

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4226330340
DOI
10.1109/access.2022.3163551

Is supplement to
https://openalex.org/W3161710089 (Other)
https://openalex.org/W3089038912 (Other)
https://openalex.org/W3003320923 (Other)
https://openalex.org/W2921504876 (Other)
https://openalex.org/W2883256816 (Other)
https://openalex.org/W2183730421 (Other)
https://openalex.org/W2171408034 (Other)
https://openalex.org/W2152313554 (Other)
https://openalex.org/W2106140982 (Other)
https://openalex.org/W1982580243 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W118842186
  • https://openalex.org/W1442671982
  • https://openalex.org/W1549700940
  • https://openalex.org/W1564310576
  • https://openalex.org/W1626740759
  • https://openalex.org/W1770527767
  • https://openalex.org/W1789349991
  • https://openalex.org/W1887879582
  • https://openalex.org/W1964266964
  • https://openalex.org/W1975478918
  • https://openalex.org/W1976200872
  • https://openalex.org/W1980364886
  • https://openalex.org/W1985939947
  • https://openalex.org/W1990207332
  • https://openalex.org/W1994440383
  • https://openalex.org/W2007734911
  • https://openalex.org/W2011047886
  • https://openalex.org/W2011284636
  • https://openalex.org/W2020524857
  • https://openalex.org/W2025890931
  • https://openalex.org/W2047180246
  • https://openalex.org/W2050884389
  • https://openalex.org/W2051054517
  • https://openalex.org/W2066822226
  • https://openalex.org/W2069265792
  • https://openalex.org/W2083390614
  • https://openalex.org/W2103313298
  • https://openalex.org/W2104702972
  • https://openalex.org/W2106895166
  • https://openalex.org/W2108048963
  • https://openalex.org/W2111528612
  • https://openalex.org/W2119012490
  • https://openalex.org/W2122646361
  • https://openalex.org/W2127162257
  • https://openalex.org/W2127548576
  • https://openalex.org/W2132514788
  • https://openalex.org/W2137616921
  • https://openalex.org/W2141645835
  • https://openalex.org/W2144321582
  • https://openalex.org/W2146021366
  • https://openalex.org/W2149689946
  • https://openalex.org/W2161011148
  • https://openalex.org/W2162020086
  • https://openalex.org/W2164157149
  • https://openalex.org/W2245701462
  • https://openalex.org/W2319367234
  • https://openalex.org/W2346757583
  • https://openalex.org/W2401695255
  • https://openalex.org/W2409326421
  • https://openalex.org/W2476386814
  • https://openalex.org/W2476785178
  • https://openalex.org/W2495541137
  • https://openalex.org/W2503913652
  • https://openalex.org/W2508317201
  • https://openalex.org/W2518777551
  • https://openalex.org/W2535219938
  • https://openalex.org/W2551233363
  • https://openalex.org/W2551992465
  • https://openalex.org/W2560599508
  • https://openalex.org/W2570832985
  • https://openalex.org/W2581979174
  • https://openalex.org/W2587310998
  • https://openalex.org/W2587585191
  • https://openalex.org/W2588383447
  • https://openalex.org/W2593244526
  • https://openalex.org/W2596351484
  • https://openalex.org/W2604501519
  • https://openalex.org/W2608730641
  • https://openalex.org/W2615509641
  • https://openalex.org/W2641422790
  • https://openalex.org/W2739028294
  • https://openalex.org/W2754034320
  • https://openalex.org/W2761773886
  • https://openalex.org/W2762155482
  • https://openalex.org/W2765366020
  • https://openalex.org/W2773360818
  • https://openalex.org/W2778132176
  • https://openalex.org/W2782092820
  • https://openalex.org/W2783173268
  • https://openalex.org/W2783225226
  • https://openalex.org/W2783493919
  • https://openalex.org/W2784282778
  • https://openalex.org/W2791590569
  • https://openalex.org/W2793107922
  • https://openalex.org/W2793723077
  • https://openalex.org/W2795786455
  • https://openalex.org/W2796735037
  • https://openalex.org/W2799059726
  • https://openalex.org/W2802329608
  • https://openalex.org/W2803711476
  • https://openalex.org/W2884643899
  • https://openalex.org/W2888609085
  • https://openalex.org/W2889114062
  • https://openalex.org/W2890122388
  • https://openalex.org/W2893616012
  • https://openalex.org/W2900666610
  • https://openalex.org/W2902253641
  • https://openalex.org/W2902531385
  • https://openalex.org/W2904396173
  • https://openalex.org/W2906111250
  • https://openalex.org/W2907121680
  • https://openalex.org/W2913573984
  • https://openalex.org/W2918639172
  • https://openalex.org/W2919015369
  • https://openalex.org/W2919484977
  • https://openalex.org/W2921290626
  • https://openalex.org/W2925438923
  • https://openalex.org/W2946643411
  • https://openalex.org/W2949160428
  • https://openalex.org/W2953185092
  • https://openalex.org/W2963966962
  • https://openalex.org/W2966845763
  • https://openalex.org/W2969809938
  • https://openalex.org/W2970397949
  • https://openalex.org/W2980418550
  • https://openalex.org/W2984195658
  • https://openalex.org/W2989536672
  • https://openalex.org/W2992858528
  • https://openalex.org/W2994973900
  • https://openalex.org/W2995413048
  • https://openalex.org/W2995984855
  • https://openalex.org/W2997564620
  • https://openalex.org/W2997919730
  • https://openalex.org/W3003902344
  • https://openalex.org/W3009409702
  • https://openalex.org/W3010182086
  • https://openalex.org/W3014254598
  • https://openalex.org/W3014520453
  • https://openalex.org/W3014678190
  • https://openalex.org/W3022437389
  • https://openalex.org/W3023976669
  • https://openalex.org/W3026161804
  • https://openalex.org/W3029187788
  • https://openalex.org/W3037607201
  • https://openalex.org/W3042193185
  • https://openalex.org/W3045844943
  • https://openalex.org/W3049666257
  • https://openalex.org/W3081325920
  • https://openalex.org/W3083538939
  • https://openalex.org/W3087958975
  • https://openalex.org/W3088033107
  • https://openalex.org/W3088707197
  • https://openalex.org/W3092320910
  • https://openalex.org/W3094010892
  • https://openalex.org/W3095315034
  • https://openalex.org/W3095957777
  • https://openalex.org/W3112557775
  • https://openalex.org/W3113590181
  • https://openalex.org/W3115295331
  • https://openalex.org/W3118766452
  • https://openalex.org/W3118967547
  • https://openalex.org/W3121640474
  • https://openalex.org/W3125691522
  • https://openalex.org/W3125786000
  • https://openalex.org/W3126446500
  • https://openalex.org/W3127612899
  • https://openalex.org/W3128000887
  • https://openalex.org/W3131798020
  • https://openalex.org/W3132693238
  • https://openalex.org/W3134344672
  • https://openalex.org/W3135403073
  • https://openalex.org/W3139158980
  • https://openalex.org/W3139228880
  • https://openalex.org/W3140269112
  • https://openalex.org/W3147447564
  • https://openalex.org/W3151470781
  • https://openalex.org/W3151629956
  • https://openalex.org/W3152504018
  • https://openalex.org/W3153432701
  • https://openalex.org/W3156189668
  • https://openalex.org/W3168816512
  • https://openalex.org/W3178093549
  • https://openalex.org/W3184433951
  • https://openalex.org/W3195296845
  • https://openalex.org/W3201571347
  • https://openalex.org/W3201629921
  • https://openalex.org/W4200196079
  • https://openalex.org/W4229927789
  • https://openalex.org/W4254625774