专家称 物联网给智能电网带来了希望与风险的网

位于华盛顿州里奇兰市的能源部太平洋西北实验室(PNNL)实验室的架子上无毒的微波与众不同。实验室的网络安全工程师Penny McKenzie如何形容该设备。微波到达PNNL的能力是可以通过连接到互联网的智能扬声器进行控制的，麦肯齐和她的同事们在将其插入墙壁时拒绝了这种连接。

麦肯齐说：“我们有一个与微波连接的能量测量传感器，在一天中的某些时候，能量会急剧上升。” “我们正在研究网络通信，并且它一直在试图[连接到互联网]。”

McKenzie在PNNL运行物联网通用操作环境(IoTCOE)。最近建立的实验室致力于解决连接设备网络安全方面的当前和未来挑战。微波是McKenzie和她的同事正在研究的数十种家用设备之一，这些设备可以连接到互联网和电网。

PNNL的科学家和工程师研究能源和安全问题，因此他们很清楚物联网(IoT)与5G电信和人工智能(AI)等技术的结合将迎来一个细粒度的洞察力和对基础设施进行控制的时代智能微波连接到整个电网。

PNNL的高级研究科学家Bill Pike说：“由于互联智能设备的大量使用，您可以以比以前更高的分辨率进行更多的测量，因此可以迅速获得更多的见解。” “您可以及早发现趋势和问题，并在非常本地的地方迅速采取行动，以提高效率或减轻风险。”

他解释说，例如，通过5G电信连接的IoT传感器有望释放智能电网的希望，可以与各个家庭中的设备(例如干衣机和洗碗机)进行通信，以了解何时根据实时价格信号打开和​​关闭电源和生活方式偏好。

另一方面，他补充说，从网络安全的角度来看，越来越多的已连接设备增加了攻击面。麦肯齐(McKenzie)的IoTCOE是PNNL内部，遍及整个华盛顿州以及全国各地的几项工作之一，他们正在探索如何在降低风险的同时最大程度地利用IoT的优势。

物联网无处不在并在蔓延

西雅图PNNL办公室主任约瑟夫·威廉姆斯(Joseph Williams)指出，首先要了解的是IoT技术。在2019年6月加入PNNL之前，威廉姆斯曾担任华盛顿州州长的信息和通信部门主管。他解释说，PNNL是广泛的与物联网相关的研发生态系统的一部分，该生态系统涵盖华盛顿州的学术界，政府和行业。

他指出，这个生态系统包括在华盛顿州芒特弗农市PACCAR技术中心的测试轨道上巡逻的自动驾驶卡车，以及西雅图Sentinel Healthcare最近推出的Sentinel Fever Tracker，这是一种智能手机应用程序，与数字温度计集成在一起以追踪人员暴露于引起的新型中。

华盛顿州Walla Walla市以其11,000个用水账户部署的智能水表也是IoT生态系统的一部分。仪表一年检测到2,000多个泄漏，帮助酿酒葡萄产区节约用水。同时，华盛顿州立大学的研究人员正在与葡萄酒生产商合作，使用物联网传感器，大数据分析和其他硬件来优化葡萄园的灌溉。

PNNL是与GE全球研究部合作的几个实验室和行业合作伙伴之一，基于GE的Digital Ghost平台进行网络安全研究和开发工作。该平台使用IoT传感器和AI系统来创建高价值资产的数字孪生，例如燃气轮机，以基于资产的物理原理开发数字免疫系统。

Digital Ghost是一种监视和优化资产性能以及检测，隔离和消除威胁的新颖方法。例如，基于IoT的AI技术可以使电力涡轮机和相关系统在网络攻击期间保持运行。

GE全球研究部负责网络安全研究与发展的主任迈克尔·米勒里亚说：“在不失去关键系统可用性的情况下，检查控制逻辑并自主维护操作的能力可能改变网络物理弹性。” 他曾担任PNNL网格网络安全研究与开发的副总监。

McKenzie的IoTCOE希望从另一端加强电网的网络安全性。例如，考虑由网络连接的微波构成的威胁。她指出，如果没有适当的防御措施，网络罪犯可能会入侵该设备并将其用作门户，对电网造成严重破坏。

IoTOCE的一个目标是开发可安装在现有基础架构之上的安全措施和工具，例如防火墙和病毒防护软件，以识别和阻止这些类型的恶意威胁。

管理智能电网

负责多个与智能电网相关的PNNL项目的罗纳德·梅尔顿(Ronald Melton)表示，家庭和商业建筑中的物联网设备(例如屋顶太阳能电池板的传感器和控件，安全系统以及供暖和制冷系统)正在改变电力系统的控制方式。技术。

他说：“我们看到了电力系统整体性质的变化。”

例如，电网管理人员不再从诸如工业规模的水力发电站和燃煤发电厂之类的来源来管理消费者的电力供应，而是越来越需要考虑和管理配电系统(包括屋顶)中供求的变化。太阳能电池板，存储设备以及电动汽车充电等新用途。

从电网管理的角度来看，尽管分布式发电和存储资源增加了复杂性，但即使大容量电站发生故障，它们也为电网运营商提供了维护电力服务的选择。

梅尔顿说：“要做到这一点，我们必须开始将系统的控制权分配到分配系统中，我们需要与电表后面的资产打交道。” 他的智能网格项目之一GridAPPS-D是一个开放源代码软件平台，使研究人员和公用事业公司可以开发和测试可有效提供这种级别交互作用的网格体系结构。

根据梅尔顿的说法，电网运营商不太可能控制房屋和建筑物内部的单个系统，而是可以通过经济或其他激励措施来协调其行为。例如，他们可以使用来自整个建筑物，办公园区或其他区域网络的数据来促进能源交易，例如，支付建筑物以半小时的时间使用较少的能源，以弥补电网其他地方的需求。

他说：“我们正在研究可以利用建筑物和房屋更复杂的控制机会的技术，以使与电力系统的交互更加丰富和强大，并需要利用灵活性来抵消可。”

分布式能源的网络安全

华盛顿州立大学计算机科学副教授亚当·哈恩(Adam Hahn)表示，分布式能源的增长带来了增加网络安全风险的潜力，他研究智能电网的网络安全。

如果太阳能逆变器或智能恒温器等物联网设备受到损害，Hahn和他的同事正在研究对电网运营的潜在影响。

在短期内，他的团队发现，由于电网内置的灵活性可以解决各种干扰，例如屋顶太阳能系统产生的电流，因此风险是可控的。但是，这些设备的渗透性越大，风险越大。

他说：“拥有更多可再生能源真是太好了，我们只想确保正在考虑部署这些设备的人们意识到风险并确保内置了保护措施。”

融合在未来的道路上

PNNL企业合作与联盟总经理斯科特·戈德温(Scott Godwin)表示，在未来的道路上，物联网将与5G电信和AI融合，从而进一步实现诸如智能电网，和智能城市等系统的承诺。

戈德温(Godwin)投资组合中的项目包括PNNL参加了华盛顿州的创新伙伴关系区(专注于5G)，以及最近宣布的与Verizon的伙伴关系，以探索5G机会影响安全和能源效率。

鉴于PNNL在能源和安全方面的专业知识，Godwin指出，这是PNNL研究人员关注的自然领域，尤其是当数以百万计(可能是数十亿)的可入侵智能设备连接到网络(包括电网)时。

他说：“这对我们的网络安全专业人员构成了挑战。”

与Verizon的合作关系将使McKenzie和她的同事在IoTCOE中建立5G网络，以探索向下一代电信的过渡如何影响物联网。

她实验室的架子上的微波炉既是警告标志，又是希望的灯塔。

她说：“知道有了我们拥有的设备，我们将能够在设施内进行物联网的网络映射，这是非常有希望的。” “我们想看看这些设备产生什么样的影响。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！