El sector energético se enfrenta actualmente a una serie de retos, como la capacidad de garantizar un suministro fiable de energía en un entorno de generación distribuida, así como las ciberamenazas, entre otros. Ambos problemas están relacionados con la capacidad de observar el sistema, predecir sucesos y responder adecuadamente a los incidentes. Los recientes apagones en los Balcanes y Ecuador ponen de manifiesto lo frágil que puede ser nuestra confianza en la estabilidad de las redes eléctricas. Las condiciones meteorológicas variables provocaron fallos en cascada que afectaron a 17 millones de personas. Estos incidentes podrían haberse evitado con tecnologías avanzadas IEC 61850 que utilizan una sincronización horaria precisa y una transmisión de datos fiable, es decir, soluciones clave para la supervisión de sistemas en tiempo real y la gestión de infraestructuras energéticas.
Amenazas actuales en el sector energético
Las amenazas actuales en el sector energético son cada vez más diversas y complejas. Con un número creciente de ciberataques y catástrofes naturales, la seguridad de las infraestructuras se está convirtiendo en una prioridad. A continuación analizaremos los dos principales tipos de amenazas: los fallos del sistema y los ciberataques.
• Fallos del sistema complejos y en cascada
Los fallos de los sistemas eléctricos pueden deberse a una serie de factores, de los que podemos o no ser conscientes en el momento del fallo e incluso después. Por ejemplo, impactos medioambientales, problemas técnicos, errores humanos o catástrofes naturales. Sin embargo, hay otro factor muy importante que empeorará cada vez más la disponibilidad del sistema en condiciones de generación de FER distribuida y dinámica y de situaciones de flujo inverso cada vez más frecuentes. Está relacionado con la capacidad de evaluar el estado de la infraestructura y del sistema en tiempo real o cuasi-real, así como con la limitada capacidad de realizar análisis complejos posteriores a los fallos a partir de los datos que tenemos en bases de datos y registros y de aprender de los sucesos ocurridos. Este estado de cosas provocará un aumento del número de fallos (en cascada) en toda la zona en un periodo de tiempo bastante corto. La forma de evitarlo está estrechamente relacionada con la capacidad de supervisión del sistema para su automatización digital, basada en el conjunto de soluciones descritas en la norma IEC68150. Soluciones como las Unidades de Medición de Fasores (PMU), los Valores Muestreados (SV) combinados con una sincronización horaria precisa y modernas herramientas informáticas apoyan las soluciones existentes en la toma de decisiones, además de permitir el aprendizaje del personal tras la emergencia y la mejora del rendimiento del sistema. La mejora puede realizarse mediante una reorganización del sistema o un proceso de inversión. Sin embargo, es importante que ambos procesos se lleven a cabo de forma consciente y en los lugares más adecuados.
• Ciberataques
La resistencia de la infraestructura energética en su estado actual parece ser un reto cada vez mayor. Una vez más, los ataques no tan numerosos contra las infraestructuras energéticas no eran indicativos de su seguridad, sino más bien de una falta de interés, ya que los ciberdelincuentes se concentraban en áreas del mundo financiero o político. La situación ha cambiado con el cambio geopolítico y el aumento de las amenazas bélicas. La resiliencia de las estructuras del Estado a los impactos es ante todo la resiliencia de la corriente sanguínea de información y notificación, y en consecuencia la energética, sin la cual se produciría una parálisis informativa. En consecuencia, los ciberdelincuentes atacan cada vez más las infraestructuras energéticas, poniendo a prueba sus vulnerabilidades o instalando herramientas a «hora X», lo que ya puede provocar graves perturbaciones en el suministro de energía. Estos incidentes pueden tener consecuencias catastróficas tanto para los operadores de redes como para los consumidores. Por tanto, es necesario, ya desde ahora, pensar en las infraestructuras de una manera especial, lo que se está haciendo en cierto modo. Hay, sin embargo, dos retos. El primero relacionado con las soluciones ya construidas y los mecanismos de seguridad implantados. El segundo con los retos ya mencionados de la migración a las nuevas tecnologías, que requieren una sincronización horaria precisa, una difusión de baja latencia y, al mismo tiempo, un nivel de seguridad superior al actual. Por lo tanto, una seguridad eficaz contra los ciberataques requiere soluciones tecnológicas avanzadas, que BitStream ofrece en sus productos.
Tecnologías BitStream
Las tecnologías implementadas en las soluciones de BitStream desempeñan un papel clave a la hora de garantizar la fiabilidad y seguridad de los sistemas energéticos. Nuestras soluciones avanzadas de sincronización horaria y transmisión de datos están diseñadas para responder a los retos de las infraestructuras energéticas actuales.
• Sincronización horaria
Las soluciones de sincronización horaria de BitStream ofrecen una sincronización horaria precisa y segura en subestaciones y sobre el terreno, y cumplen la normativa IEC 61850, que es crucial para la interoperabilidad en redes eléctricas distribuidas.
Ofrecemos todos los perfiles de sincronización necesarios normalizados en el sector eléctrico, que se han probado con diversos equipos de bus de procesos y subestaciones para garantizar la interoperabilidad. Los mecanismos patentados de protección mutua para fuentes de tiempo nos permiten crear arquitecturas de sincronización fiables incluso en condiciones de interferencia de la señal GNSS.
Disponemos de una solución completa de fuentes de tiempo de precisión y su distribución realizada por BITSTREAM (un fabricante).
Gracias a soluciones innovadoras y a la combinación de un conmutador de red industrial con una fuente de tiempo conforme a las normas IEC 61850, los sistemas EAZ soportados por nuestros equipos permiten construir arquitecturas de sincronización y distribución horaria transparentes, fáciles de mantener y seguras, integradas con funciones de comunicación.
• Transmisión de datos
Una transmisión de datos segura y fiable que ofrezca los parámetros de calidad requeridos es esencial para monitorizar, asegurar y gestionar las infraestructuras energéticas. BitStream ofrece soluciones avanzadas de telecomunicaciones que proporcionan una transmisión fiable y segura de señales digitales, de protección, control y sincronización dentro de las modernas infraestructuras críticas automatizadas de subestaciones y no estaciones. Estas tecnologías ofrecen una mayor resistencia a la reconfiguración y los ciberataques, al tiempo que mantienen los parámetros de la tecnología IEC61850. El transporte seguro de sincronización horaria precisa y las tecnologías de pérdida cero de paquetes en caso de reconfiguración de la red hacen que las soluciones estén preparadas para las tecnologías actuales y futuras.
Ventajas para el sector energético
El uso de la tecnología BitStream aporta numerosas ventajas al sector energético, como una mayor fiabilidad, un menor riesgo de interrupciones y una mayor resistencia a las interrupciones y los ciberataques. A continuación detallamos estas ventajas:
• Mayor fiabilidad de la red
La sincronización horaria precisa y la transmisión segura de datos minimizan el riesgo de cortes, lo que aumenta la fiabilidad de la red eléctrica. Las soluciones de BitStream permiten la implementación de las modernas tecnologías IEC61850 y, por tanto, la estimación del estado de la red en tiempo real, la detección y la respuesta a las perturbaciones, reduciendo el riesgo de fallos generalizados y cortes de larga duración.
• Mayor observabilidad de la red
Con las soluciones de BitStream, es posible detectar y responder rápidamente a las perturbaciones. Esto permite evitar cortes prolongados, lo que es clave para mantener la continuidad del suministro energético. La sincronización horaria precisa y la transmisión rápida en condiciones críticas son la base del funcionamiento de las modernas tecnologías de estimación del estado de la red. En condiciones de generación distribuida y flujos bidireccionales, la implantación de soluciones IEC61850 se está convirtiendo en un factor esencial para el funcionamiento continuado de la red. Con las soluciones de BitStream, los operadores de red pueden gestionar la infraestructura energética con mayor eficacia y minimizar el riesgo de fallos.
• Resistencia a interrupciones y ciberataques
La seguridad de los sistemas de transmisión de datos protege contra ataques de ciberdelincuentes, mientras que las tecnologías avanzadas de sincronización horaria aumentan la estabilidad de la red y permiten el despliegue de tecnologías modernas. Esto hace que la infraestructura energética sea más resistente a interrupciones y ataques, lo que es clave para garantizar la seguridad energética.
Fot. Bitstream
Tecnologías de transmisión sin pérdidas PRP/HSR y sincronización horaria precisa
Las tecnologías de transmisión Parallel Redundancy Protocol (PRP) y High-availability Seamless Redundancy (HSR) y la sincronización horaria precisa desempeñan un papel clave en la seguridad del sector energético. PRP y HSR garantizan que los datos se transmitan sin interrupción, incluso si falla uno de los canales de transmisión, lo que es esencial para la continuidad de las operaciones en los modernos sistemas de infraestructuras críticas. La sincronización horaria precisa, implementada mediante protocolos como IEEE 1588v2 (Precision Time Protocol) en perfiles adecuados, permite una coordinación exacta de las operaciones en redes distribuidas, lo que es crucial para mantener la estabilidad y fiabilidad del suministro energético.
Dispositivos específicos para el sector energético
BitStream ofrece una amplia gama de dispositivos diseñados para el sector energético que cumplen estrictos requisitos de fiabilidad y seguridad. A continuación se muestran algunos de los productos más importantes dedicados a esta industria.
Conmutador Ethernet industrial de 10 Gbit/s y plataforma de hardware multifuncional en un sistema modular que cuenta con 8 ranuras dedicadas al montaje de módulos avanzados, entre los que se incluyen:
- módulos de sincronización de precisión GNSS (Global Navigation Synchronisation Systems) multisistema y multifrecuencia,
- módulos redundantes (REDBOX) y mecanismos de protección con pérdida cero de paquetes PRP/HSR,
- módulos de enrutamiento y cortafuegos con baja latencia para la capa L3 y pérdida cero de paquetes,
- Módulos de seguridad MACSEC AES 256bit con transferencia de sincronización horaria precisa,
-Módulos de transmisión SFP/UTP con diagnósticos avanzados y mecanismos de protección,
- módulos de transmisión de datos en serie
- otros módulos especializados IEC61850.
La solución está dedicada a la construcción de un bus de estación de alto rendimiento con sincronización horaria precisa para la tecnología IEC61850.
Servidor horario GNSS de precisión y sonda de sincronización horaria y supervisión de la calidad de transmisión para infraestructuras críticas. Quazar-700 permite supervisar el estado de sincronización horaria y de frecuencia, así como el retardo en la red de estaciones, permitiendo un funcionamiento estable y eficaz de la red para las condiciones definidas por IEC61850.
Conmutador industrial gestionado L2+ con 4 puertos 10/2,5/1G y 8/16/24/32 puertos 10M/100M/1G RJ45 PoE÷High PoE o ranuras SFP 100/1000M. El conmutador es un conmutador de bus de proceso moderno IEC61850 de 10 Gbit/s multipuerto de alto rendimiento en una configuración 1U de 19».
Conmutador Ethernet industrial gestionado con función de servidor de sincronización horaria PTPv2 y con 4x 1/2,5/10 Gbps y 8/16x 10M/100M/1G RJ45 PoE÷High PoE IEEE802.3bt u 8/16x 100M/1G SFP interfaces. El conmutador es un conmutador de bus de proceso moderno IEC61850 de 10 Gbit/s multipuerto de alto rendimiento en configuración de carril DIN.
Conmutador Ethernet industrial gestionado de 10 puertos equipado con 2x 100M/1000M/2,5G FO SFP y 6x 100M/1000M FO SFP u 8/2x 10M/100M/1G RJ45 PoE÷PoE+, interfaces adicionales de control y medición.
Servidor horario industrial con módulo GNSS equipado con conmutador Ethernet 10 Gigabit de 4 puertos e interfaces opcionales 8x 10M/100M/1G RJ45 u 8x 100M/1G SFP.
Multiplexor de fibra óptica de ocho interfaces de E/S y una interfaz RS-232/RS-485/422. La transmisión transparente de flujos de datos que combina la información de los puertos de E/S y RS232/422/485 crea un espectro flexible de aplicaciones potenciales en las que es importante el menor tiempo de retardo posible.
Resumen
Las tecnologías que ofrece BitStream desempeñan un papel clave en la migración a IEC 61850 y en la mejora de la seguridad del sector energético. Con las crecientes demandas de observabilidad de los sistemas y amenazas como los ciberataques, invertir en soluciones avanzadas de sincronización temporal y transmisión de datos con mayores cualidades de seguridad es esencial para garantizar la continuidad del suministro energético y la protección de las infraestructuras críticas. Gracias a los innovadores productos de BitStream, el sector energético puede afrontar con eficacia los retos de la era moderna y garantizar un suministro de energía seguro y fiable.
Magdalena Oleszko
Especialista en marketing de BitStream
www.bitstream.pl
