「リスアルゴリズム」が電力網の弱点を検出、地震とサイバー攻撃による大停電を防止

• 「リス」と名付けられた新アルゴリズムが電力網の弱点を検出
• 地震、悪意ある攻撃、リスによる妨害などあらゆるタイプのハザードに適用可能

電気グリッドのインフラストラクチャにおいて、どのような条件と故障が劇的な大停電につながる可能性があるのか？ 民間企業と政府機関は、災害的なシャットダウンを防ぐためにどこに投資すべきか？

過去数年間、北朝鮮のハッカーが米国エネルギー公益事業に侵入し、ロシアのハッカーが原子力発電所に侵入したというニュースが出てきました。こうしたハッカー誘発の大停電はこれまで以上に頻繁に発生しています。地震のような自然災害も電力グリッドの混乱に大きな役割を果たします。リス（電線を噛み切ることが多い）でさえ、電力グリッドに深刻な脅威を与えます。

これらの問題に対処するため、ローレンスリバモア国立研究所の研究者たちが「リス」と名付けられた新アルゴリズムを開発しました。これは企業が電力網の弱点を検出できるようにするものです。これは3年間のプロジェクト（定量的インテリジェント敵対者リスク評価）の一環で、グリッドへのすべての可能な脅威を特定することに焦点を当てています。

アルゴリズムは「原因に依存しない」ため、地震、悪意ある攻撃、リスによる妨害など、あらゆるタイプのハザードに適用できます。逆問題（結果から原因を推論）を解決し、どこに注意を向け、どうリソースを配分すべきかを決めるのに役立ちます。

具体的に何をするのか？

グリッドへのリスク特定で最も難しいのはカスケード効果です。1つの故障変電所がグリッドインフラストラクチャ全体に影響を与える可能性があります。研究者たちは、オープンソース電力グリッドシミュレータ（送電電力フローをシミュレート）と新アルゴリズムを実装し、小規模グリッドモデルで5億ワットの負荷損失を引き起こすために発生しなければならないイベントのシーケンスを研究しました。

シミュレーションでは700件以上の重大な故障が検出され、そのうちほぼ半数が1つの特定のリレーに関わっていました。このタイプの情報は、リソースが限られているときに特に有用です。

簡単に言えば、10ギガワットの負荷をオフラインにする故障変電所が懸念される場合、それを実現する方法を探しているなら、アルゴリズムが実際にその結果をもたらす故障を特定するのに役立ちます。

参照: ローレンスリバモア国立研究所

これにより、機関は劇的な故障につながる可能性のある条件の数を絞り込み、優先すべき場所を特定できます。アルゴリズムはいくつかのパラメータを変更し、大規模停電を回避する効率的な解決策を見つけることができます。

近年開発された電力グリッドはより自動化されスマートになっていますが、インターネットに接続されているため、ハッカーと敵対者に対してより脆弱です。現在、手動技術でグリッドを保護することは不可能です：誰も悪い結果につながるすべてのイベントを想像できません。だから、リスを使って故障を引き起こすイベントのリストを絞り込むことはある種必要なのです。

今後の展望

大規模システムに適用する前に、アルゴリズムを改良する必要があります。研究者たちは、電気とガス、通信と電力フロー、より複雑な配電モデルなど、複数の複雑な帰結を考慮できるようモデリング機能を強化する計画です。

これまで、46本の送電線を扱える基本モデルで作業してきました。これらの線はオン/オフどちらかなので、2⁴⁶通りの配置が可能です。これはブルートフォース法で処理するには極めて大きな数です。実用的でスマートな分析のため、目標は10,000本ラインシステムのモデリングです。

将来、研究者たちは機関と協力して、実際の電力グリッドを用いて脆弱性を検出し、リスク評価を実施し、より精密なモデルを生成する予定です。