德国弗劳恩霍夫通信、信息学、多媒体研究所(FKIE)的科研团队近日开发出一款名为PowerRange的虚拟仿真平台,旨在帮助电网运营商在高度逼真的受控环境中演练防御策略,以应对日益严峻的网络攻击威胁。该研究团队负责人马丁·塞罗尔向行业媒体介绍,PowerRange不仅支持传统集中式电网的仿真,更专注于模拟未来以可再生能源和储能系统为核心的分布式电网架构。
塞罗尔指出,相较于易于物理隔离的传统火电或水电厂,可再生能源设施因高度依赖数字化通信和双向电力流,其网络攻击面显著扩大。典型的脆弱点包括非安全的远程访问、监控维护接口以及缺乏强身份认证或完整性保护的远程固件升级。一旦这些环节失守,攻击者极易通过远程手段渗透系统。
该仿真平台基于开源测试环境Wattson构建,能够安全地执行多阶段网络攻击演练及防御措施测试。它巧妙融合了运营技术(OT)与信息技术(IT),将电网的物理生产过程与数字控制流程深度整合。通过模块化架构,PowerRange不仅能模拟标准IT协议,还能精准复现电力行业特有的OT协议,为从管理层到一线操作员的全层级人员提供沉浸式培训。
在功能设计上,平台内置了虚拟控制中心(VCC),支持多用户同步操作,提供直观的电网状态可视化、控制指令下发及状态估算功能。攻击模块可灵活配置,涵盖侦察、横向移动、权限提升、拒绝服务(DoS)、中间人攻击及数据注入等真实攻击场景。训练导师可根据学员反应动态调整攻击策略,从而在高度可控的环境中锻炼团队的检测、响应与协同能力。
研究团队已开展两轮试点培训,结果显示,尽管初期参与者面临信息流转不畅和工具操作生疏的挑战,但随着演练深入,团队协同效率显著提升。研究强调,除了技术升级,必须重视“人”的因素,通过定期实战演练强化关键岗位人员的沟通与协作,这是提升电网整体韧性的关键。
尽管分布式可再生能源在物理上具有一定的系统冗余性,单一节点受损通常不会导致全网瘫痪,但塞罗尔也发出警示:若大量部署同质化的硬件或软件(如相同型号的逆变器),可能引发系统性风险,导致攻击者利用共性漏洞同时瘫痪多个节点。随着能源领域网络攻击事件逐年上升,未来需警惕网络攻击与物理破坏相结合带来的复合型灾难。
对于中国而言,随着新型电力系统建设加速,高比例新能源接入带来的网络安全挑战日益凸显,德国这一“虚实结合、人机并重”的演练模式值得借鉴,建议国内企业尽早建立常态化的实战化攻防演练机制,以应对未来可能出现的复杂网络威胁。
