With the advancement of technology, there has been a push to transition from the conventional electric grid to a smart grid. A smart grid is an electric delivery system that uses technology such as electronic sensors and digital communication networks to improve the reliability, resilience, and efficiency of the system. The transition toward a smart grid has increased the importance of networked control systems (NCS), which are the infrastructure that allows sensors, actuators and controllers to exchange information via a digital communication network. The research presents the development of an islanded generator NCS, and a grid connected NCS, and the investigation of the effects of cyberattacks on the NCS. This research considers two types of cyberattacks, such as Denial-of-Service (DoS) attack, and false data injection in the generator control loop. DoS attacks greatly increase the rate of packet loss and the duration of packet delay in a network. A high degree of packet drop and delay degrade the performance of the controller, which causes problems in the synchronization of the generator with the rest of the grid. False data injection in the sensors alters the generator terminal voltage and power output, and can cause the generator to lose synchronism. A mathematical model of the generator NCS systems is developed which includes the data acquisition and network characteristics, as well as the generator dynamics. The stability analysis of each NCS is performed which provides a mathematical approach to understanding the severity of cyberattacks that the system can tolerate before becoming unstable. The performance of the controllers, with respect to voltage control, is experimentally evaluated. / Educational Psychology

Der Trend auch für schnelle, zeitkritische Regelungsaufgaben geht zunehmend in Richtung Feldbusse und Industrial Ethernet. Dem unbestreitbaren Nutzen der Kosteneinsparung stehen Probleme gegenüber: Die unsicheren Zeitbedingungen im Netz verschlechtern die dynamischen Eigenschaften digitaler Regelungen in unvorhersehbarer Weise. Diese Arbeit stellt eine praktikable Methodik vor, um die Regelgüte solcher Systeme sicher und aufwandsarm vorherzusagen. / High dynamic, i.e. time-critical automatic feedback control systems are more and more implemented using field bus or industrial ethernet solutions. The cost-efficiency of these approaches is unchallengeable, but they also cause serious technical problems: Uncertain time behavior of data networks so far degrades the dynamic performance of digital closed-loop controls in an unpredictable manner. The research paper introduces a practicable, reliable and straightforward method to forecast the system behavior.

Der Trend auch für schnelle, zeitkritische Regelungsaufgaben geht zunehmend in Richtung Feldbusse und Industrial Ethernet. Dem unbestreitbaren Nutzen der Kosteneinsparung stehen Probleme gegenüber: Die unsicheren Zeitbedingungen im Netz verschlechtern die dynamischen Eigenschaften digitaler Regelungen in unvorhersehbarer Weise. Diese Arbeit stellt eine praktikable Methodik vor, um die Regelgüte solcher Systeme sicher und aufwandsarm vorherzusagen.:1. Einführung 2. Übersicht bisher eingesetzter Beschreibungen 3. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 4. Einbindung in Regelkreise 5. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 6. Zuverlässigkeit der Aussagen 7. Anwendungsbeispiele 8. Zusammenfassung und Ausblick 9. Literaturverzeichnis / High dynamic, i.e. time-critical automatic feedback control systems are more and more implemented using field bus or industrial ethernet solutions. The cost-efficiency of these approaches is unchallengeable, but they also cause serious technical problems: Uncertain time behavior of data networks so far degrades the dynamic performance of digital closed-loop controls in an unpredictable manner. The research paper introduces a practicable, reliable and straightforward method to forecast the system behavior.:1. Einführung 2. Übersicht bisher eingesetzter Beschreibungen 3. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 4. Einbindung in Regelkreise 5. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 6. Zuverlässigkeit der Aussagen 7. Anwendungsbeispiele 8. Zusammenfassung und Ausblick 9. Literaturverzeichnis