新的NIST框架致力于打造更清洁更安全的电网

无论是在邻居屋顶上闪闪发光的新太阳能电池板，还是在家中刚安装的智能恒温器，新兴的可再生和智能技术都代表着迈向可持续未来的步骤。但是，除非以更加灵活的方式管理电网，否则它们的大部分潜力都将被挖掘。系统具有说同一种语言并安全地交换信息的能力，即所谓的互操作性，即将手机同步到云或计算机，这是释放网格灵活性的关键。

标准技术研究院(NIST)的研究人员旨在通过第四版和最新版的智能电网框架，进一步推动网格上的互操作性。该框架的4.0版本描述了互操作性增强可能带来的经济和环境利益，并概述了支持可互操作设备和设备开发的新策略。作者还为网格网络安全提供了指导和资源，随着越来越多的设备与网格连接，网格网络安全变得越来越重要。

最近的一项分析表明，即使所有新的发电机都是零碳排放，仍像数十年来那样继续运行电网将使我们无法实现《巴黎协定》的主要目标，该目标是将全球温度上升限制在1.5 C(2.7 F)。这一发现强调了用可再生能源代替排放源的必要性。但是仍然存在一些障碍，这些障碍使可再生能源成为当前系统管理的挑战，例如可再生能源的分布范围以及供应的波动。

NIST智能电网计划经理Avi Gopstein(框架的主要作者)说：“需要灵活性来适应所有这些新的清洁能源技术。” “风并不总是吹来的，太阳并不总是照着的，人们会根据自己的活动改变用电量。嗯，互操作性就是提供灵活性。”

可互操作的传感器和智能控件可以为电网提供在供需快速变化期间维持服务所需的灵活性。他们如何完成工作的一部分是通过允许电网上的通信变成两条双向的街道(在客户和公用事业之间以及中间的所有事物之间)，从而使有关当前用电量和预期需求的信息易于获得。不同的政党。这样，客户将能够更智能地消耗资源，并帮助公用事业公司在正确的时间将其路由到正确的位置。

Gopstein说，公用事业公司提供的自愿性奖励计划已经成为一种互操作性的例子。通过使用与其公用事业运营中心可互操作的智能恒温器和热水器控制器，参与的消费者能够为减少高峰需求期间的能耗做出贡献，并获得经济回报。

框架的主要产品之一是互操作性概要文件的概念，这是对特定设备的详细要求，可以为业界提供明确的互操作性目标。概要文件的最终目标是指导测试和认证计划的开发，这是广泛使用技术的关键要素。

戈普斯坦说：“ Wi-Fi能在每个人的电话和计算机以及其他所有设备上运行的原因是因为Wi-Fi联盟拥有有效的测试和认证计划。” “他们建立了特定的性能要求和验证测试。对于互操作性，我们没有。”

尽管有许多标准的物理性能测试(例如，一种检查5伏电源是否输出5伏的方法)，但互操作性却是测试起来更加困难的特征。

存在数百种通信标准，这意味着设备可以使用多种语言，并且可以通过多种方式将消息打包到其他系统。Gopstein和他的团队没有制定新的标准，而是寻求将适用于物理功能和通信的现有标准子集整合到适合特定类型设备的配置文件中。

如果测试是根据配置文件进行开发并被广泛接受的，则制造商将获得有关如何使设备与网格互操作的明确指导。这些测试可以检查诸如时机之类的信息的正确通信，对于变电站中的智能设备之类的设备，这些信息需要同步到毫秒，以使机器之间的对话得以顺利进行。

随着时间的推移，随着产品获得认证，网格将更多地成为即插即用的生态系统，从而为客户提供更多选择。

因为可互操作的网格的好处将来自于更大的连通性和各方之间信息流的增加，所以网格的元素可能更容易受到恶意行为者的攻击。

北美电力可靠性公司(NERC)为电网的高压元件(例如传输线)提供了一组强制性的安全要求。但对于其他所有方面，网络安全的正式指导都很少，戈普斯坦说。

该框架提供的资源可帮助填补这些空白，包括作者使用NIST的网络安全框架制作的智能电网的网络安全风险概况。该配置文件包含针对电网的众多安全注意事项，为公用事业公司和其他公司提供了一种结构化的方法，以评估其当前做法并确定需要加强安全性的领域。作者还请组织参考以前的NIST关于智能电网网络安全的报告，以获取有关单个设备接口级别的更详细的指导。

该框架推荐的另一个重要资源是一个免费工具，该工具着重强调了NIST的网络安全框架与NERC的标准之间的重叠，以帮助组织改进其网络安全实践，同时确保它们始终遵守法定要求。

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