Sectorul energetic se confruntă în prezent cu o serie de provocări, cum ar fi capacitatea de a asigura o aprovizionare fiabilă cu energie într-un mediu de generare distribuită, precum și amenințările cibernetice, printre altele. Ambele probleme menționate mai sus sunt legate de capacitatea de a observa sistemul, de a prevedea evenimentele și de a răspunde în mod adecvat la incidente. Recentele pene de curent din Balcani și Ecuador evidențiază cât de fragilă poate fi încrederea noastră în stabilitatea rețelelor electrice. Condițiile meteorologice variabile au dus la defecțiuni în cascadă ale sistemului, afectând până la 17 milioane de persoane. Astfel de incidente ar fi putut fi prevenite cu ajutorul tehnologiilor avansate IEC 61850 care utilizează sincronizarea precisă a timpului și transmiterea fiabilă a datelor - adică soluții-cheie pentru monitorizarea în timp real a sistemelor și gestionarea infrastructurii energetice.
Amenințări actuale în sectorul energetic
Amenințările actuale din sectorul energetic sunt din ce în ce mai diverse și mai complexe. Odată cu creșterea numărului de atacuri cibernetice și de dezastre naturale, securizarea infrastructurii devine o prioritate. În cele ce urmează vom discuta cele două tipuri principale de amenințări: defecțiunile de sistem și atacurile cibernetice.
• Defecțiuni în cascadă și defecțiuni complexe ale sistemelor
Defecțiunile sistemelor energetice pot rezulta dintr-o serie de factori, de care putem sau nu să fim conștienți la momentul respectiv și chiar după defecțiune. Aceștia includ impactul asupra mediului, probleme tehnice, erori umane sau dezastre naturale. Cu toate acestea, există un alt factor foarte important care va înrăutăți din ce în ce mai mult disponibilitatea sistemului în condiții de generare distribuită și dinamică a SER și de situații din ce în ce mai frecvente de flux invers. Acesta este legat de capacitatea de a evalua starea infrastructurii și a sistemului în timp real sau cvasi-real, precum și de capacitatea limitată de analiză complexă post-faliment a datelor pe care le avem în baze de date și jurnale și de a învăța din evenimentele care au avut loc. Această stare de fapt va duce la creșterea numărului de defecțiuni la nivel de zonă (în cascadă) într-o perioadă de timp destul de scurtă. Modul în care putem preveni acest lucru este strâns legat de capacitățile de monitorizare ale sistemului pentru automatizarea digitizării acestuia, pe baza setului de soluții descrise în IEC68150. Soluții precum unitățile de măsurare a fazorului (PMU), valorile eșantionate (SV) combinate cu sincronizarea precisă a timpului și instrumentele IT moderne sprijină soluțiile existente în procesul de luare a deciziilor, permițând totodată învățarea personalului după situații de urgență și îmbunătățirea performanței sistemului. Îmbunătățirea poate fi realizată prin reorganizarea sistemului sau printr-un proces de investiții. Cu toate acestea, este important ca ambele procese să aibă loc în mod conștient și în cele mai adecvate locuri.
• Atacuri cibernetice
Reziliența infrastructurii energetice în starea sa actuală pare a fi o provocare tot mai mare. Din nou, atacurile nu atât de numeroase asupra infrastructurii energetice nu au fost un indiciu al securității acesteia, ci mai degrabă al lipsei de interes, infractorii cibernetici concentrându-se asupra zonelor din lumea financiară sau politică. Situația s-a schimbat odată cu schimbările geopolitice și creșterea amenințărilor războinice. Rezistența structurilor statului la impacturi este, în primul rând, reziliența fluxului sanguin informațional și de notificare și, în consecință, a celui energetic, fără de care ar exista paralizie informațională. În consecință, infractorii cibernetici atacă din ce în ce mai des infrastructurile energetice, testând vulnerabilitățile acestora sau instalând instrumente la ora „X”, ceea ce poate duce deja la perturbări grave ale aprovizionării cu energie. Astfel de incidente pot avea consecințe catastrofale atât pentru operatorii de rețea, cât și pentru consumatori. Prin urmare, este necesar, deja acum, să ne gândim la infrastructură într-un mod special, ceea ce se face într-un anumit fel. Există, totuși, două provocări. Prima legată de soluțiile deja construite și de mecanismele de securitate în vigoare. A doua cu provocările menționate anterior legate de migrarea către noile tehnologii, care necesită o sincronizare precisă a timpului, o transmisie cu latență redusă și, în același timp, un nivel de securitate mai ridicat decât în prezent. Prin urmare, securitatea eficientă împotriva atacurilor cibernetice necesită soluții tehnologice avansate, pe care BitStream le oferă în produsele sale.
Tehnologiile BitStream
Tehnologiile implementate în soluțiile BitStream joacă un rol esențial în asigurarea fiabilității și securității sistemelor energetice. Soluțiile noastre avansate de sincronizare temporală și transmisie de date sunt concepute pentru a răspunde provocărilor actuale ale infrastructurii energetice.
• Sincronizarea timpului
Soluțiile BitStream de sincronizare temporală oferă o sincronizare temporală precisă și sigură la substații și pe teren și sunt conforme cu standardele IEC 61850, ceea ce este esențial pentru interoperabilitatea în rețelele electrice distribuite.
Oferim toate profilurile de sincronizare necesare, standardizate în industria energetică, care au fost testate pentru interoperabilitate cu o varietate de echipamente de proces și magistrale de substație. Mecanismele de protecție reciprocă brevetate pentru sursele de timp ne permit să creăm arhitecturi de sincronizare fiabile chiar și în condiții de interferență a semnalului GNSS.
Avem o soluție completă de surse de timp de precizie și de distribuție a acestora realizată de BITSTREAM (un singur producător).
Datorită soluțiilor inovatoare și a combinării unui comutator de rețea industrială cu o sursă de timp conformă cu standardele IEC 61850, sistemele EAZ susținute de echipamentele noastre fac posibilă construirea unor arhitecturi de sincronizare și distribuție a timpului transparente, ușor de întreținut și sigure, integrate cu funcții de comunicare.
• Transmiterea datelor
Transmiterea sigură și fiabilă a datelor care oferă parametrii de calitate necesari este esențială pentru monitorizarea, securizarea și gestionarea infrastructurilor energetice. BitStream oferă soluții avansate de telecomunicații care asigură o transmisie sigură și fiabilă a semnalelor digitale, de protecție, de control și de sincronizare în cadrul infrastructurii critice moderne automatizate de substații și non-stații. Aceste tehnologii oferă o reziliență sporită la reconfigurare și atacuri cibernetice, menținând în același timp parametrii tehnologiei IEC61850. Transportul sigur al sincronizării temporale precise și tehnologiile cu zero pierderi de pachete în cazul reconfigurării rețelei fac ca soluțiile să fie pregătite pentru tehnologiile actuale și viitoare.
Beneficii pentru sectorul energetic
Utilizarea tehnologiei BitStream aduce numeroase beneficii sectorului energetic, inclusiv creșterea fiabilității, reducerea riscului de întreruperi și îmbunătățirea rezilienței la întreruperi și atacuri cibernetice. Prezentăm mai detaliat aceste beneficii în cele ce urmează:
• Fiabilitate crescută a rețelei
Sincronizarea precisă a timpului și transmiterea securizată a datelor minimizează riscul întreruperilor, ceea ce sporește fiabilitatea rețelei electrice. Soluțiile BitStream permit implementarea tehnologiilor moderne IEC61850 și, prin urmare, estimarea stării rețelei în timp real, detectarea și răspunsul la perturbări, reducând riscul de defecțiuni generalizate și întreruperi pe termen lung.
• Observabilitate crescută a rețelei
Cu soluțiile BitStream, devine posibilă detectarea și reacția rapidă la perturbări. Acest lucru face posibilă evitarea întreruperilor prelungite, ceea ce este esențial pentru menținerea continuității aprovizionării cu energie. Sincronizarea precisă a timpului și transmiterea rapidă în condiții critice reprezintă baza pentru funcționarea tehnologiilor moderne de estimare a stării rețelei. În condiții de generare distribuită și fluxuri bidirecționale, implementarea soluțiilor IEC61850 devine un factor esențial pentru funcționarea continuă a rețelei. Cu ajutorul soluțiilor BitStream, operatorii de rețea pot gestiona mai eficient infrastructura energetică și pot minimiza riscul de defecțiuni.
• Rezistența la întreruperi și atacuri cibernetice
Securitatea sistemelor de transmisie a datelor protejează împotriva atacurilor criminalilor cibernetici, în timp ce tehnologiile avansate de sincronizare temporală sporesc stabilitatea rețelei și permit implementarea tehnologiilor moderne. Acest lucru face ca infrastructura energetică să fie mai rezistentă la perturbări și atacuri, ceea ce este esențial pentru asigurarea securității energetice.
Fot. Bitstream
Tehnologii de transmisie fără pierderi PRP/HSR și sincronizare temporală precisă
Tehnologiile de transmisie Parallel Redundancy Protocol (PRP) și High-availability Seamless Redundancy (HSR) și sincronizarea precisă a timpului joacă un rol esențial în securitatea sectorului energetic. PRP și HSR asigură transmiterea datelor fără întrerupere, chiar dacă unul dintre canalele de transmisie cedează, ceea ce este esențial pentru continuitatea operațiunilor în sistemele moderne de infrastructură critică. Sincronizarea precisă a timpului, implementată prin protocoale precum IEEE 1588v2 (Precision Time Protocol) în profile adecvate, permite coordonarea precisă a operațiunilor în rețelele distribuite, ceea ce este esențial pentru menținerea stabilității și fiabilității aprovizionării cu energie.
Dispozitive dedicate pentru industria energetică
BitStream oferă o gamă largă de dispozitive concepute pentru sectorul energetic, care îndeplinesc cerințe stricte de fiabilitate și securitate. Mai jos sunt prezentate câteva dintre cele mai importante produse dedicate acestei industrii.
Switch Ethernet 10Gbit/s industrial și platformă hardware multifuncțională într-un sistem modular dispune de 8 sloturi dedicate montării de module avansate, inclusiv
- module de sincronizare de precizie GNSS (Global Navigation Synchronisation Systems) multi-sistem, multi-frecvență,
- module redundante (REDBOX) și mecanisme de protecție cu zero pierderi de pachete PRP/HSR,
- module de rutare și firewall cu latență redusă pentru nivelul L3 și zero pierderi de pachete,
- Module de securitate MACSEC AES 256bit cu transfer de sincronizare temporală precisă,
module de transmisie -SFP/UTP cu mecanisme avansate de diagnosticare și protecție,
- module de transmisie serială a datelor
- alte module specializate IEC61850.
Soluția este dedicată construirii unui autobuz de stație de înaltă performanță cu sincronizare precisă a timpului pentru tehnologia IEC61850.
Server de timp GNSS de precizie și sondă de monitorizare a sincronizării timpului și a calității transmisiei pentru infrastructura critică. Quazar-700 permite monitorizarea stării de sincronizare a timpului și frecvenței, a întârzierii în rețeaua de stații, permițând funcționarea stabilă și eficientă a rețelei pentru condițiile definite de IEC61850.
Switch industrial administrat L2+ cu 4x porturi 10/2.5/1G și 8/16/24/32 porturi 10M/100M/1G RJ45 PoE÷High PoE sau sloturi 100/1000M SFP. Comutatorul este un comutator de înaltă performanță, multi-port 10Gbit/s modern IEC61850 process bus într-o configurație 1U, 19”.
Switch Ethernet industrial administrat cu funcție de server de sincronizare temporală PTPv2 și cu 4x 1/2,5/10 Gbps și 8/16x 10M/100M/1G RJ45 PoE÷High PoE IEEE802.3bt sau 8/16x 100M/1G interfețe SFP. Comutatorul este un comutator de bus de proces modern IEC61850 de înaltă performanță, multiport 10Gbit/s în configurație șină DIN.
Switch Ethernet gestionat industrial cu 10 porturi echipat cu 2x 100M/1000M/2.5G FO SFP și 6x 100M/1000M FO SFP sau 8/2x 10M/100M/1G RJ45 PoE÷PoE+, interfețe suplimentare de control și măsurare.
Server de timp industrial cu modul GNSS echipat cu switch Ethernet 10 Gigabit cu 4 porturi și interfețe opționale 8x 10M/100M/1G RJ45 sau 8x 100M/1G SFP.
Multiplexor cu fibră optică cu opt interfețe I/O și o interfață RS-232/RS-485/422. Transmiterea transparentă a fluxului de date, combinând informațiile de la porturile I/O și RS232/422/485, creează un spectru flexibil de aplicații potențiale în care este important un timp de întârziere cât mai scurt posibil.
Rezumat
Tehnologiile oferite de BitStream joacă un rol cheie în migrarea la IEC 61850 și în îmbunătățirea securității sectorului energetic. Având în vedere cererile tot mai mari privind observabilitatea sistemelor și amenințările precum atacurile cibernetice, investiția în soluții avansate de sincronizare temporală și transmisie de date cu calități de securitate sporite este esențială pentru a asigura continuitatea aprovizionării cu energie și protecția infrastructurii critice. Cu ajutorul produselor inovatoare ale BitStream, sectorul energetic poate face față în mod eficient provocărilor din epoca modernă și poate asigura o aprovizionare cu energie sigură și fiabilă.
Magdalena Oleszko
Specialist în marketing BitStream
www.bitstream.pl
