Cybersäkerhet för framtidens resilienta energigemenskaper

Även hotaktörer kommer att se nya möjligheter

Om vi tittar på hotaktörer som planerar och utför riktade cyberattacker mot samhällskritisk infrastruktur så måste vi räkna med att dessa har både tid, kompetens och resurser att utveckla attacker med specifika syften. Att destabilisera och skapa oro i ett samhälle är en välkänd taktik som exempelvis kan syfta till att skapa opinion eller att vilseleda.

Ju mer exponerat och omfattande ett energisystem är, desto mera intressant blir det för en hotaktör eftersom sannolikheten för och konsekvenserna av en lyckad attack kan bli betydande för en verksamhet, ett samhälle eller ett land. En annan faktor som påverkar hotbilden är vilka typer av verksamheter som nyttjar ett visst energisystem. Bedrivs samhällsviktig verksamhet eller verksamhet som är av betydelse för Sveriges säkerhet så kan detta naturligtvis påverka hotbilden.

Energidelning, aggregatorer och säkerhetsrisker

Energidelning innebär att många mindre energisystem bidrar till lokal stabilitet och effekt till elnätet. Ur ett riskperspektiv är spridningen till många mindre energisystem bra, eftersom en cyberattack på en enskild enhet inte påverkar samhället eller elnätet i någon betydande omfattning. Men genom utvecklingen av aggregatorer som kopplar samman dessa till kluster, blir de mer attraktiva mål för hotaktörer. Detta eftersom en framgångsrik attack mot dessa system kan få betydligt allvarligare konsekvenser.

Är robusthet avseende cyberhot ett problem?

I detta avsnitt presenteras de resultat som hittills uppnåtts inom forskningsprojektet CyREC (Cybersecurity for Resilient Energy Communities). CyREC fokuserar på att stärka motståndskraften i framtidens energisystem mot cyberattacker. Sectra bidrar till projektet med sin expertis inom säkerhet och tillsammans med samarbetspartners som Linköpings Universitet, RISE, UKEAB och Emulate Energy AB, arbetar projektet för att undersöka hur system för energidelning kan skyddas mot framtida hot.

Några attackvektorer

Syftet med de attacker som vi fokuserat på här är att påverka funktionen hos energisystem för energidelning så att hotaktören destabiliserar elnätet, äventyrar tillgängligheten hos exempelvis energilager eller påverkar optimeringsfunktioner så att viktiga egenskaper som kontrakt för flextjänster sätts ur spel.

Referensmodell och simuleringar

För att analysera det dynamiska beteendet hos system med batterier för energidelning som utsätts för cyberattacker togs en referensmodell fram tillsammans med Linköpings Universitet. Detta är en förenklad modell över ett riktigt system, men kan ändå påvisa relevansen av att det är nödvändigt att vida åtgärder som reducerar konsekvenserna av några olika typer av cyberattacker riktade mot denna typ av energisystem.

Attacker mot energisystem med batterier

För simuleringarna nyttjades dataset från SvK från Juli 2023 för elnätet, men nedskalat till att motsvara ett distributionsnät för en stad med motsvarande 100 000 hushåll. Batteriet i simuleringen motsvarar 2 MWh och gavs en maximal uteffekt på 2MW avsett för balansering av elnätet. Frekvensmätning sker en gång per sekund och regleringen via det molnbaserade kontrollsystemet (CCS) är en PID-kontroller. Nedan förklaras fyra typer av relevanta attacker mot system med batterier för energidelning som simulerats och undersökts genom CyREC-projektet.

Stor potentiell samhällspåverkan

Frekvensavvikelser i elnätet kan få allvarlig samhällspåverkan och är därför av intresse för en mängd olika hotaktörer. Konsekvenserna av frekvensavvikelser varierar beroende på utrustningstyp, men i de flesta fall leder det till minskad effektivitet, överhettning, skador på utrustning och stor risk för driftstopp. I industriella miljöer kan detta innebära produktionsstopp och ökade underhållskostnader, medan känsliga system inom medicin och IT riskerar allvarligare följder som systemkrascher och dataförluster. Stora frekvensavvikelser i elnätet kan i värsta fall leda till omfattande strömavbrott och skador på vital infrastruktur.