Исследование Массачусетского технологического института: солнечная энергия и батареи обещают стабилизировать сеть после кибератак

Недавно инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) выдвинули довольно перспективное исследование: в случае кибератак или экстремальных погодных условий ожидается, что такие устройства, как бытовые солнечные панели, аккумуляторы, электромобили, тепловые насосы и водонагреватели, совместно создадут локальный рынок электроэнергии, тем самым восстановив электроснабжение и снизив нагрузку на сеть.

Поскольку доля распределенных энергетических ресурсов в энергосистеме продолжает расти, потенциальные риски, вызванные кибератаками, постепенно становятся заметными, представляя серьезную проблему для стабильности энергосистемы. В статье «Обеспечение устойчивости сети с помощью доверенного Интернета вещей — координируемых активов», опубликованной в Трудах Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, исследователи Массачусетского технологического института отметили, что, хотя распределенная энергия приносит много удобств, она также вносит новые риски безопасности в энергосистему.

Однако исследователи обнаружили, что устройства grid-edge и устройства Internet-of-Things (IoT) могут стать ключом к решению этой проблемы. Эти устройства, которые распределены вблизи конечной точки пользователя и включают в себя такие распространенные элементы, как солнечные панели на крыше, зарядные устройства для электромобилей и интеллектуальные термостаты, могут играть важную роль в случае неожиданных отключений электроэнергии и других чрезвычайных ситуаций, формируя локальный рынок электроэнергии.

Чтобы реализовать это видение, команда MIT предложила инновационную структуру под названием Eureica (Efficient, Ultra - Resilient IoT - Coordinated Assets). Исходя из предположения, что большинство устройств grid-edge в будущем будут подключены к IoT, эта структура направлена ​​на то, чтобы позволить различным устройствам достичь беспроводного взаимодействия и построить крупномасштабную распределенную сеть устройств.

В то же время исследовательская группа также разработала интеллектуальный алгоритм. Как только основная электросеть подвергнется атаке или выйдет из строя, алгоритм будет быстро активирован для оценки надежности устройств на местном рынке электроэнергии, отсеивания надежных устройств и поиска наилучшей комбинации устройств для решения проблемы сбоя питания. После этого алгоритм точно рассчитает и скоординирует количество электроэнергии, которое каждое устройство должно ввести в сеть или вычесть из нее, а владельцы участвующих устройств получат соответствующую рыночную компенсацию.

В ходе исследовательского процесса команда смоделировала множество возможных сценариев атак на электросеть, охватывающих различные суровые погодные условия, которые могут вызвать перебои в передаче энергии на разных уровнях и узлах электросети. Результаты испытаний показывают, что даже когда потеря мощности составляет от 5% до 40% каждый раз, этот алгоритм все еще может эффективно стабилизировать электросеть и минимизировать воздействие, вызванное атаками или неисправностями.

Ану Анантасвами, научный сотрудник кафедры машиностроения Массачусетского технологического института, сказал: «Каждое небольшое устройство может способствовать регулированию собственного потребления энергии. Если мы в полной мере используем такие устройства, как умные посудомоечные машины, солнечные панели на крышах домов и электромобили, мы можем значительно повысить стабильность электросети».

Конечно, исследовательская группа также прекрасно понимает, что для создания такого локального рынка электроэнергии по-прежнему существует множество проблем. Необходима не только поддержка клиентов, политиков и местных чиновников, но и технологические прорывы. Например, разработка усовершенствованных инверторов мощности, которые позволяют электромобилям передавать электроэнергию обратно в сеть.

Ану Анантасвами подчеркнул: «Это всего лишь первый шаг к построению местного рынка электроэнергии. Еще предстоит много работы, которую нужно быстро продвинуть. Однако это, несомненно, многообещающее и хорошее начало». Это исследование дает новую идею и направление для улучшения стабильности электросети в особых обстоятельствах и, как ожидается, сыграет важную роль в будущей энергетической сфере.