Co-simulation platform for cyber-physical transmission systems

Abstract

Depuis quelques années, le secteur de l'énergie est en pleine transition et cela est particulièrement visible dans le réseau électrique. De plus en plus d'éléments du réseau sont intelligents et connectés, ce qui amène la communauté à parler de réseaux intelligents ou de systèmes électriques cyber-physiques. Ces systèmes nécessite la recherche et le développement de nouveaux algorithmes de protection et de contrôle pour planifier et exploiter le système électrique et le protéger contre la multitude de nouvelles menaces qui apparaissent avec l'ajout de la couche cybernétique au réseau physique. C'est pourquoi le projet de recherche fondamentale "Cyber-Physical Risk of the bulk Electric Energy Supply System" (CYPRESS) a été lancé. L'objectif de ce projet est de développer de nouvelles connaissances, méthodes et outils nécessaires pour garantir la sécurité de l'approvisionnement par le réseau de transport d'électricité. Cette thèse de master a été réalisée avec les premiers objectifs de ce projet comme ligne directrice. Un travail de recherche approfondi concernant les plateformes de co-simulation de systèmes de puissance cyber-physiques est d’abord présenté. Ensuite, des choix d’outils et méthodes existant ont été réalisés afin de réaliser un cas test d’implémentation pratique de co-simulation de ces systèmes. Pour finir, des recherches sur l’amélioration de la plateforme pour un futur développements sont présentées dans la conclusion du document.

In recent years, the energy sector has been in transition and this is particularly visible in the electricity grid. More and more elements of the grid are smart and connected, leading the community to talk about smart grids or cyber-physical power systems. These systems require research and development of new protection and control algorithms to plan and operate the power system and protect it against the multitude of new threats that emerge with the addition of the cyber layer to the physical grid. This is why the fundamental research project "Cyber-Physical Risk of the bulk Electric Energy Supply System" (CYPRESS) has been launched. The objective of this project is to develop new knowledge, methods and tools needed to guarantee the security of supply through the electricity transmission system. This master thesis was carried out with the first objectives of this project as a guideline. First, an in-depth research work on cyber-physical power system co-simulation platforms is presented. Then, choices of existing tools and methods were made in order to realize a practical implementation test case of co-simulation of these systems. Finally, research on the improvement of the platform for future developments is presented in the conclusion of the paper.