Nguồn cung điện phân tán và chiến tranh mạng – mối nguy kép đe dọa quá trình vận hành bình thường của hệ thống điện.

Những ý chính trong bài viết:

  • Nhiều cuộc vận động trên quy mô các bang cũng như toàn nước Mỹ nhằm phản đối các công ty và nhà thầu điện lực.
  • Các nhà vận hành lưới điện lo ngại sự phát triển nhanh chóng của năng lượng tái tạo.
  • Khả năng khôi phục dịch vụ nhanh sau khi xảy ra sự cố từ lâu đã là ưu tiên hàng đầu của lĩnh vực điện lực, nhưng chưa bao giờ có nhiều mối đe dọa đến hệ thống điện như ngày nay.

Các công ty điện đang phải đối diện với nhiều nguy cơ. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã cảnh báo rằng Nga và Trung Quốc đang sở hữu nhiều chương trình mạng tiên tiến, có khả năng đe dọa các hệ thống điện khổng lồ hiện đang cung cấp năng lượng cho hầu hết quốc gia. Ukraine đã từng hứng chịu hai đợt mất điện diện rộng vào năm 2015 và 2017, thủ phạm bị nghi là các tội phạm mạng của Nga.

Ngoài các nguy cơ an ninh mạng, hầu hết công ty điện lực nội địa còn gặp khó khăn trong nhiều vấn đề khác. Họ vừa phải chật vật với cơ sở hạ tầng cũ kỹ của mình, vừa phải xử lý áp lực từ các nguồn điện phân tán đang hòa lưới. Điều này thể hiện rõ ràng nhất ở California và Australia, nơi sự cố hệ thống điện đã gây ra một số vụ cháy rừng lớn. Nhưng ngay cả những quốc gia đã đầu tư mạnh vào hiện đại hóa hệ thống điện và phát triển năng lượng xanh như Đức cũng gặp nhiều khó khăn trong việc duy trì sự ổn định của lưới điện.

Mặc dù nâng cấp cơ sở hạ tầng điện lực có thể cải thiện khả năng dự đoán nhu cầu tiêu thụ, bù đắp phần nào biến động gây ra bởi nguồn cung điện phân tán, việc kết nối các công nghệ với nhau cũng có rủi ro là làm tăng nguy cơ an ninh mạng. Các công ty điện lực cần một tiếp cận tích hợp để giảm nguy cơ cho cả hai cơ sở hạ tầng vật lý và hạ tầng mạng.

XÂY DỰNG LƯỚI ĐIỆN ỔN ĐỊNH TRƯỚC TÌNH HÌNH CẢ THẾ GIỚI THỰC VÀ THẾ GIỚI SỐ ĐỀU CÓ NHIỀU BIẾN ĐỘNG.

Dù an ninh mạng là nỗi lo lớn nhất của các công ty vận hành lưới điện, năng lượng tái tạo cũng là vấn đề thu hút nhiều sự chú ý. Gần một nửa (46%) số nhà vận hành lưới điện khi được hỏi đã cho biết mối quan tâm hàng đầu của họ là năng lượng tái tạo, theo cuộc khảo sát năm 2020 của State of Electric Utility. Theo đó, hai ưu tiên quan trọng tiếp theo là nguồn cung điện phân tán và độ ổn định của lưới điện, với 30% và 29% tỷ lệ được chọn. Đứng thứ tư là an ninh và tình trạng xuống cấp của cơ sở hạ tầng điện, với 28%.

Tuy nhiên, cả ba vấn đề được quan tâm hàng đầu kể trên đều có liên quan với nhau. Ví dụ, sự gia tăng cấp số nhân của lượng điện mặt trời và điện gió vào lưới điện có thể gây ra hiện tượng nghịch dòng, gây mất ổn định lưới điện. Cụ thể là thay vì điện được truyền một chiều từ nhà máy và trạm biến áp đến người dùng, thì nay điện lại hay truyền theo chiều ngược lại do nguồn điện đổ vào từ các hệ thống điện gió và các tấm pin năng lượng mặt trời được lắp trên mái nhà vì mục đích thương mại hoặc sử dụng. “Mỗi giờ, trung bình có 70,000 tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt,” Michael Enescu, phó giáo sư thỉnh giảng tại Viện Công nghệ California, cho biết. “Các loại xe điện cũng là một yếu tố góp phần tạo ra áp lực lớn lên mạng lưới.”

Enescu thừa nhận rằng, việc xây dựng cơ sở hạ tầng ổn định cho lưới điện sẽ yêu cầu một khoản đầu tư đáng kể cũng như một kế hoạch rõ ràng. Ngoài ra còn phải xây dựng hệ thống tích hợp. “Tất cả thiết bị – turbine gió và tấm năng lượng mặt trời – sẽ trở thành điểm cuối của mạng lưới (giao thức internet) mà từ đó chúng tôi có thể khai thác dữ liệu thời gian thực.”

Marc Blackmer, giám đốc sản phẩm IoT tại Cisco, cho biết, khi các công ty điện hiện đại hóa lưới điện của họ, họ nên duy trì khả năng hiển thị và phân đoạn điểm cuối và ưu tiên phát hiện các nguy cơ có khả năng gây mất ổn định lưới điện, đồng thời thiết lập một trung tâm điều hành bảo mật tích hợp. Đạt được các mục tiêu này có thể tương đối khó khăn, vì phạm vi triển khai các thiết bị quá rộng. “Chỉ quá trình phân phối và truyền tải cũng đã yêu cầu đặt nhiều trạm biến áp ở rất nhiều nơi khác nhau,”. Việc gia tăng nguồn cấp điện từ năng lượng tái tạo, từ điện mặt trời trên mái nhà cho đến các trang trại điện gió, đã đặt ra yêu cầu phải có một tiếp cận toàn diện cho hoạt động quản lý lưới điện. Trong nhiều trường hợp, các công ty điện phải nỗ lực xác định “cấu hình tốt nhất cho hàng triệu thiết bị, với mục đích tối ưu hóa dòng điện nhằm giảm thiểu chi phí mà vẫn đảm bảo độ an toàn và ổn định,” Enescu cho biết. Để hỗ trợ quá trình này, Enescu đề xuất các công ty điện cần triển khai hệ thống lưới điện ứng dụng công nghệ IoT, với hệ thống kiểm soát phi tập trung.

Tích hợp một bộ thiết bị đa dạng thành phần có thể là một thử thách thật sự. Đơn cử như hệ thống lưới điện siêu nhỏ (microgrid), chúng có thể tối ưu hóa độ ổn định lưới điện, nhờ khả năng hoạt động độc lập với mạng lưới chính. Nhưng việc microgrids kết nối với lưới điện lớn lại tạo ra nhiều kẽ hở mà tội phạm mạng có thể lợi dụng để tấn công. Vấn đề còn trở nên phức tạp hơn khi các nhà vận hành lưới điện thường không trực tiếp sở hữu và quản lý các microgrids mà họ sử dụng.

Tìm Sức Mạnh Từ Sự Hợp Tác

Từ lâu, ngành điện đã ưu tiên để các đối tác xử lý vấn đề về lưới điện. “Ngành của chúng tôi thật sự chuộng sự hợp tác – dù là chia sẻ thông tin, làm việc với ngành năng lượng (Trung tâm Phân tích và Chia sẻ Thông tin) hay làm việc với chính quyền,” Tom Wilson, Giám đốc an ninh thông tin tại Southern Company, chia sẻ trong một webminar.

Việc hợp tác có thể giúp các công ty điện giải quyết những bất ổn liên quan đến sự kiện thuộc loại “thiên nga đen”, đồng thời cải thiện nhận thức tình huống về các các mối đe dọa an ninh mạng đang liên tục biến đổi. “Một điều đáng lưu ý khác mà chúng tôi đã làm với tư cách một ngành công nghiệp, đó là hợp tác trong cả các trường hợp ngoại lệ.” Do tính bất ổn cố hữu trong quản lý lưới điện, các công ty thường bị buộc phải đưa ra ngoại lệ cho các quy trình bảo mật. “Khi bạn làm việc thống nhất với nhau với tư cách là một ngành công nghiệp, số lượng sẽ trở thành sức mạnh. Bạn có thể tuyên bố rằng, ‘Mọi đồng nghiệp của tôi, dù máy tính của họ ở rất xa, vẫn đang xử lý bản vá cho mạng lưới này,’” Wilson cho biết.

Liên kết cộng tác với các ngành công nghiệp khác và với chính phủ cũng là một chính sách mà tổ chức Cyberspace Solarium Commission khuyến khích. “Có nhiều hoạt động chỉ chính phủ mới có thể làm,” Wilson cho rằng các chính sách ngoại giao, thương mại cũng như các lệnh trừng phạt đã cho chính quyền trung ương hoặc các bang tầm ảnh hưởng đáng kể lên tình hình an ninh mạng lưới điện.

Cam Kết Đảm Bảo Truy Cập Từ Xa An Toàn Trong Dài Hạn

Trước khi Covid-19 bùng phát, khoảng 7% lực lượng lao động Hoa Kỳ được hưởng phúc lợi “vị trí làm việc linh hoạt”, theo Khảo sát Phúc lợi Quốc gia năm 2019 (NCS) của Cục Thống kê Lao động liên bang. Còn hiện nay, theo ước tính của Jason Haward-Grau, một nhà lãnh đạo trong lĩnh vực an ninh mạng của KPMG, tỷ lệ nhân viên văn phòng ở Hoa Kỳ làm việc từ xa là hơn 90%.

Làm việc từ xa cũng không hẳn là mới với các công ty điện lực. Công ty Southern đã “dành nhiều năm thiết kế và xây dựng năng lực truy cập từ xa an toàn trong nhiều tình huống khác nhau,” Wilson cho biết. Ví dụ, Southern Company đã dựa vào khả năng truy cập từ xa, trong sự kiện gọi là “ngày tận thế tuyết” xảy ra ở Atlanta vào năm 2014, cũng như trong thời gian giải Super Bowl được tổ chức tại thành phố trên vào năm 2019. Wilson: “Công ty đã thành công trong việc cải thiện giới hạn lượng công việc từ xa mà họ có thể hỗ trợ,”.

Trong nhiều trường hợp, công nhân vẫn phải làm việc trực tiếp mới có thể sửa chữa hệ thống. Ví dụ, sau một cơn bão, Southern Company có thể gửi hơn 1,000 công nhân đến sửa hệ thống dây điện bị hư hại. “Nhưng bộ phận văn phòng của công ty thì không cần vội đi làm lại,”. Có vẻ như “với một số công việc, làm việc từ xa đã trở nên khả thi hơn bao giờ hết,” ông nói thêm.

Tái Đánh Giá Rủi Ro Các Quy Trình Làm Việc Trực Tiếp Và Làm Việc Qua Mạng

Dù xu hướng gần đây là làm vệc từ xa, một lượng đáng kể các công việc liên quan đến lưới điện vẫn yêu cầu phải tiếp xúc trực tiếp, từ việc sửa chữa đường dây bị sập, đến lắp đặt cảm biến trong các trạm biến áp hoặc nhà máy điện. Hàng loạt hạn chế liên quan đến Covid-19 rõ ràng đã làm phức tạp hóa các công việc này, đặc biệt là những việc vốn yêu cầu nhiều công nhân tập trung tại một vị trí. Southern Company đã tinh giản quy mô các nhóm, đồng thời cho các công nhân làm việc một mình nếu có thể.

Các hạn chế do Covid-19 có thể gây khó khăn cho hoạt động bảo mật nào yêu cầu tiếp xúc trực tiếp. Các công ty điện cần ban hành chính sách rõ ràng về việc cá nhân nào – gồm cả các nhà thầu và nhà cung cấp – được cấp quyền tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị.

Tương tự, các công ty có chương trình giám sát nguy cơ nội bộ cũng nên tìm cách thích ứng, Wilson cho biết. Bởi vì nhiều chương trình giám sát nguy cơ nội bộ dựa trên việc quan sát hành vi người lao động để xác định những cá nhân đáng ngờ, việc chuyển sang làm việc từ xa có thể là một trở ngại khó chịu. Wilson nói thêm: “Bạn phải lại dựa vào năng lực giám sát điện tử, bởi vì bạn không trực tiếp hiện diện tại nơi làm việc nữa”.

Thường thì các mối đe dọa nghiêm trọng đến lưới điện có liên quan đến quy mô bang hay quốc gia sẽ nhận được sự đáp trả mạnh mẽ, nhưng các nguy cơ nội bộ lại hay bị xem nhẹ, Blackmer cho biết. “Ai đó có thể chỉ đơn giản là nhập một con số vào một quy trình”, “Không phải mọi nguy cơ đều đến từ âm mưu phá hoại nào đó. Đôi khi, chỉ là có người sơ ý làm sai”.

Nguồn: IoT World Today, tác giả Brian Buntz

Để đọc thêm các tin khác trong ngành, xin vui lòng xem thêm tại đây. Chúng tôi sẽ cập nhật những tin tức mới nhất hằng tuần. Bạn có thể cho chúng tôi biết thị trường / ngành nghề nào bạn muốn đọc thêm để chúng tôi có thể sắp xếp thứ tự ưu tiên cho phù hợp.

https://www.iotworldtoday.com/2020/08/24/electric-grid-stability-assailed-by-growing-challenges/