Bloqueo de ataques cibernéticos de microrred para mantener el flujo de energía

Las redes eléctricas se han vuelto mucho más complejas en las últimas décadas debido a las demandas de energía, las regulaciones ambientales y los sistemas de energía renovable a pequeña escala que convierten a las empresas y las personas en consumidores y productores combinados. Una forma de garantizar que las fuentes de alimentación sigan siendo resistentes es crear pequeños grupos de fuentes y cargas llamados microrredes. Las microrredes pueden operar independientemente de la red principal cuando sea necesario, como por ejemplo, como apoyo a hospitales durante desastres naturales.

A medida que las microrredes se vuelven más complejas, requieren redes informáticas sofisticadas para coordinar, controlar y distribuir diferentes fuentes de energía. Como cualquier red, son vulnerables a los ciberataques. Para prepararse para tales eventos, los investigadores de KAUST han estado ejecutando simulaciones de posibles ataques, evaluando el impacto que podrían tener y desarrollando métodos para detectar y suprimir comportamientos maliciosos.

«El sistema de microrred que consideramos fue el modelo de distribución urbana canadiense, compuesto por cuatro generaciones distribuidas (DG) basadas en inversores», dice Ph.D. estudiante Ioannis Zografopoulos, quien trabajó en el proyecto junto a Charalambos Konstantinou, profesor asistente de informática. «El modelo canadiense es ideal para capturar de manera efectiva la dinámica del sistema y las interdependencias entre los cuatro DG y mostrar cómo un evento malicioso que afecta a un DG puede propagarse al resto del sistema».

Mientras que estudios previos sobre ataques a microrredes suponían que los atacantes tenían un buen conocimiento de los componentes internos y la estructura de la red eléctrica, Zografopoulos y Konstantinou adoptaron un enfoque más realista. En su lugar, adoptaron un modelo en el que el atacante tiene un conocimiento limitado pero puede diseñar ataques basados ​​en datos históricos medidos sobre el rendimiento de la red.

Los investigadores consideraron tres tipos diferentes de ataque. Zografopoulos explica, «el primer escenario involucró la alteración de los datos de medición que el operador del sistema de microrred usa para coordinar la generación de energía de los GD, el segundo involucró la modificación de las señales de control que regulan la conversión de energía dentro de los controladores de GD, mientras que el tercero involucró cambios repentinos en carga, causando inestabilidades en la red».

Las simulaciones mostraron que los tres escenarios podrían tener efectos dañinos que repercuten en cascada a través del sistema de energía, induciendo grandes costos, pérdidas de energía y daños a los equipos. Sin embargo, los investigadores también identificaron métodos efectivos para detectar de manera rápida y precisa las condiciones anómalas asociadas con un ataque entrante.

«Nuestro trabajo futuro se centrará en identificar eventos disruptivos y mitigarlos a través del aislamiento preventivo de subsistemas de microrredes, salvaguardando sus componentes de joya de la corona», dice Zografopoulos. «Prevemos que nuestras contribuciones allanarán el camino para microrredes resilientes, automatizando la detección de ataques y respaldando estrategias defensivas y de autorreparación».