Elektr transport vositalari va tarmoq uchun standartlar

"Kelajakda kommunal xizmatlar orkestr dirijyorlari kabi bo'lishi kerak"

Frensis Klivlend, IECning kiberxavfsizlik va taqsimlangan energiya manbalarining (DER) tarmoqqa o'zaro bog'lanishi bo'yicha eng yaxshi ekspertlaridan biri.e-techelektr transport vositalarini (EV) elektr tarmog'iga ulashning eng so'nggi standartlari va ularni qanday qilib xavfsiz saqlash haqida.

IEC elektr tarmog'i uchun DER sifatida ishlatiladigan EVs bo'yicha standartlarga yo'l ochmoqda, ya'ni EV'lar elektr energiyasini tarmoqdan zaryadlashi mumkin, lekin kerak bo'lganda unga energiyani chiqarib yuborishi mumkin. Bu sohada yangi standartlar bormi?

Ko'p taraqqiyot bo'ldi, ularning bir qismi IECda, bir qismi esa IECdan tashqarida. IECning muhim bosqichi 2024 yilda IEC 63584 ning nashr etilishi bo'lib, muhim protokol, ochiq zaryad nuqtasi protokoli yoki OCPP asosida. Ilgari, OCPP faqat EVlarni zaryadlash uchun yordam bergan. Biroq, EV larni zaryadsizlantirish uchun tarmoqni boshqarish talablariga javoban, protokol endi zaryadlash stantsiyalari (EVSE) va turli moslashuvchan operatorlar yoki agregatorlar o'rtasida o'zaro ishlaydigan aloqalarni taklif qiladi, shuning uchun turli sotuvchilarni va turli xil tartibga solish talablarini qo'llab-quvvatlashga qodir. Protokolning o'zi IEC Smart Energy Tizim qo'mitasida (SyC SE) ishlab chiqilgan IEC 63460 tavsiyalariga javob berishi uchun yangilanmoqda, ular zaryad olayotganda, shuningdek, uyga yoki tarmoqqa zaryadlanganda DER vazifasini bajaradigan EVlarni o'z ichiga oladi. Ushbu standart endigina nashr etilgan. Kelajakdagi qo'shimchalarda IEC 63584 ko'proq DER funktsiyalarini o'z ichiga oladi, jumladan, zaryadlash va zaryadsizlanishni cheklash, chastota va kuchlanishlarga avtonom javob berish va boshqa har qanday DER kabi boshqarish.

Ushbu sohadagi yana bir standart ISO 15118-20 bo'lib, kerak bo'lganda EVSE dan EV larning o'ziga aloqani kengaytiradi. Ushbu protokol, shuningdek, EVlarning DER vazifasini bajarishi uchun talablarni aks ettirish uchun faol ravishda yangilanmoqda.

Ushbu standartlarning barchasi bir-birini to'ldiradimi yoki raqobatbardoshmi?

Ularning barchasi turli darajalarda ishlaydi. ISO 15118-20 standarti EVSE va EV o'rtasida aloqa o'rnatish uchun ishlatiladi. IEC 63584 standarti EVSE va tashqi tizimlar, masalan, elektr agregatorlari o'rtasida aloqa o'rnatish uchun ishlatiladi. Ikkalasi ham IEEE 1547 ning energiya tizimining funktsional talablariga javob berish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar almashinuvini bog'lash uchun bir-biri bilan birgalikda ishlatiladi.

Turli texnik qo'mitalar bu borada qanday hamkorlik qildilar?

IEC TC 57 IEC 61850-7-420 ni nashr etdi, u DERlarni boshqarish uchun zarur bo'lgan semantik axborot modellarini (ma'lumotlar ob'ektlarining nomlari va ma'nolari) belgilaydi. IEC 61850 maʼlumotlar obyekti nomlari va ularning maʼnolari DER bilan bogʻliq boʻlgan quyidagi oltita aloqa protokollari tomonidan qoʻllaniladi: IEC 61850-7-420, IEEE 2030.5, IEEE 1815.2 (DNP3), SunSpec Modbus, OCPP va ISO/IEC-151. Bu shuni anglatadiki, IEC 61850-7-420 haqiqatan ham ma'lumotlar nomlari va ma'nolari manbaiga aylandi va tarmoqning DER bilan o'zaro ta'siri bilan bog'liq barcha standartlarning markazida oltin nugget hisoblanadi.

Elektr energiyasini uzatish tizimlari bo'yicha standartlarni nashr etuvchi TC 69 mutaxassislari IEC 61850-7-420 standarti elektr tarmog'iga ulangan elektr transport vositalari bilan aloqa qilish uchun mos asos ekanligini tushunishdi. Ularning TC 57 bilan qo'shma ishchi guruhi (JWG11) mavjud bo'lib, ular EV zaryadlash va zaryadsizlantirish infratuzilmalarini boshqarish bilan shug'ullanadi. Yana bir qo'shma ishchi guruh (JWG15) energiya saqlash tizimlari uchun standartlarni tayyorlaydigan TC 57 va TC 120 ni o'z ichiga oladi. JWG15 moslashuvchan operatorlar, agregatorlar va EV zaryadlash stantsiyalari o'rtasidagi foydalanish holatlari va ma'lumotlar talablarini ko'rib chiqadi.

SyC SE ushbu guruhlar tomonidan amalga oshirilayotgan ishlardagi kamchiliklarni aniqlaydi. IEC 63460"EVlar DER sifatida"ularni hal qilish usullarini taklif qiladi. SyCning ushbu sa'y-harakatlari, ushbu EV sohasidagi ko'plab IEC va ISO ekspertlarining ishi bilan bir qatorda, OCPP va ISO/IEC 15118-20 ni yangilash uchun muhim ahamiyatga ega bo'ldi va EV'lar tarmoqni (va ularning egalarini!) qo'llab-quvvatlash uchun saqlanadigan energiyaning yana bir manbai ekanligini tan olishga yordam berdi.

2024-yilda EV sotuvining katta o'sishi bilan kommunal xizmatlar EV'lardan ortib borayotgan elektr energiyasiga bo'lgan talabni qondirishga yordam berish uchun ushbu standartlarni nashr etishni xohlashganmi?

Ha. Men sizga AQShning Kaliforniya shtatini misol qilib keltiraman, bu mamlakatda eng ko'p elektr transport vositalari mavjud. Kommunal xizmatlar dastlab yirik zaryadlash stansiyalarini bir-biriga ulashda to'xtab qoldi, chunki ular tarmoqni yangilamasdan turib talabning o'sishiga bardosh bera olmadilar. Ammo shtatdagi qonun chiqaruvchilar ularni harakatga undaydigan qoidalarni chiqardilar. Va to'satdan, qonun qabul qilinishi bilanoq, kommunal xizmatlar ushbu yangi foydalanishga yo'l ochish uchun juda tez harakat qilishdi. Tabiiyki, ular ba'zi ogohlantirishlarga ega edilar va yuqori talab davrida zaryadlash tezligini cheklovchi me'yoriy talablarni joriy qilmoqdalar, bu tarmoqni yangilash o'rnatilgunga qadar amal qiladi. Bundan tashqari, uylar va kichik korxonalar uchun -foydalanish vaqti{7}}toʻlovlari isteʼmolchilarni talab kam boʻlgan vaqtda, masalan, yarim tundan keyin toʻlov olishga undash uchun oʻzgartirildi. Gap shundaki, mavjud standartlar landshafti ularga tezda moslashishga va ushbu yangi foydalanishga yo'l ochishga yordam berdi. Siz yordamchi dastur, agregator, uy yoki biznes, uydagi qurilmalar va EV ning o'zi o'rtasida uzluksiz va xavfsiz aloqaga ega bo'lishingiz kerak va bu standartlarga imkon beradi.

Bizga tarmoq va DER uchun IEC kiberxavfsizlik standartlari haqida ko'proq ma'lumot bera olasizmi?

Ha. IEC 62351 kiberxavfsizlik standartlarini ishlab chiqadigan TC 57 ichida mening ishchi guruhim tomonidan doimiy sa'y-harakatlar olib borilmoqda, men buni "Qanday qilish kerak" standartlari deb nomlayman. IEC shuningdek, IEC 62443 standartlarini ishlab chiqdi, ular sizga "Nima qilish kerakligi" haqida ma'lumot beradi, lekin buni qanday qilish kerak emas. IEC 62443 standartlari gorizontal kiberxavfsizlik talablarini o'z ichiga olishi uchun kengaytirilmoqda, ya'ni energiya va tibbiy asbob-uskunalar kabi turli sohalar IEC 62443 asosiy standartlarini o'zlarining aniq ehtiyojlarini aks ettirish uchun o'zgartirmoqda. Biz hozirda podstansiyalar uchun kiberxavfsizlik talablari ustida ishlayapmiz va DER-maxsus talablari ustida ishlaymiz. IEC 62443-4-2 DER kabi qurilmalarning kiberxavfsizligini sinash uchun ham ishlatilishi mumkin.

IECdan tashqari, IEEE 1547.3 DERlarda kiberxavfsizlik bo'yicha tavsiyalar beradi, ulardan kommunal xizmatlar tomonidan qo'llanma sifatida foydalanish mumkin. Bundan tashqari, AQSHda joylashgan UL Solutions mahsulot xavfsizligi va sertifikatlashtirish tashkiloti-DERlarning kiberxavfsizligini tekshirish uchun UL 2941 standartini ishlab chiqmoqda.

Substansiyalar va DERlarning kiberxavfsizligi bo'yicha qanday muammolarni hal qilish kerak?

Substansiyalar va DERlar kiberxavfsizlik talablari jihatidan juda farq qiladi. Substansiyalar 100% kommunal xizmat tomonidan nazorat qilinadi, ular ularni himoya qilish uchun qanday choralar ko'rishlari kerakligi to'g'risida to'liq rahbarlik qiladi. DERlar, aksincha, turli egalari, agregatorlari, ishlab chiqaruvchilari, o'rnatuvchilari va hatto turli xil yordamchi dasturlarga ega. DER kiberxavfsizligi uchun siz ushbu turli xil ob'ektlar o'rtasida xavfsizlikning qaysi darajasi va qanday protokollardan foydalanish to'g'risida kelishuvga ega bo'lishingiz kerak va bu turdagi kelishuv juda muammoli bo'lishi mumkin. EV ishlab chiqaruvchilari bizni o'z dunyosidan chetda qolishimizni xohlashadi - ular kommunal xizmatlarni, masalan, ularga nima qilish kerakligini aytishni xohlamaydilar.

Substansiyalar elektr tarmog'i uchun muhim uskunalar bo'lib, ular elektr energiyasini, muhim infratuzilmani ta'minlashda ko'rinadigan roli tufayli tajovuzkorlar uchun jozibador bo'lishi mumkin. Biroq, bitta DERga hujum qilish uning egasini g'azablantirishi mumkin, ammo undan ko'p emas. Agar hujum ko'plab DERlarga ta'sir qilsa, u jiddiy tahdidga aylanadi. Aksariyat podstansiyalarda jismoniy xavfsizlikning qandaydir shakllari mavjud: ular to'siqlar, darvozalar va qulflar va ba'zan hatto kameralarga ega, DER esa kamdan-kam hollarda jismoniy himoyalangan.

Aloqa nuqtai nazaridan, DER tizimlari xavfli bo'lishi mumkin bo'lgan internetdan foydalanadi va ishlab chiqaruvchilar odatda DER tizimlarida hech qanday xavfsizligi bo'lmagan Modbusni o'rnatadilar. Shunday qilib, xavfsizroq protokollar tashqarida ishlatilsa ham, DER saytlari ayniqsa zaifdir. Kommunal xizmatlar va DER ishlab chiqaruvchilari o'rtasidagi kelishmovchilik sohalaridan biri xavfsizlikni qaerdan boshlash kerakligi va qaysi uskunani ta'minlash uchun kim mas'ul bo'lishi va qaysi turdagi xavfsizlik hujumlariga kim javob berishidir. Demak, bu biz ko'rib chiqayotgan ayrim masalalar.

DERni buzish orqali tarmoqqa zarar yetkaza olasizmi?

Xavf aloqa kanalida. Agar DER aloqa kanali orqali tarmoqqa ulangan bo'lsa va zararli dastur aloqa kanali orqali boshqa DERlarga, agregatorga va hatto yordamchi dasturga o'tsa va tizimlarni tasodifiy va qayta-qayta yoqish va o'chirish uchun boshqaruv buyruqlarini bersa, bu tarmoqni buzadi. Bu bizning asosiy tashvishlarimizdan biridir.

Kelajakda TC 57 va SyC SE uchun qanday asosiy yo'nalishlar e'tiborga olinadi?

Qisqa muddatda biz EV makonidagi barcha turli protokollar bir xil talablarga javob berishiga ishonch hosil qilishimiz kerak. Uzoq muddatda biz tartibga soluvchi muhitdan kommunal xizmatlarning roliga bo'lgan nuqtai nazarini o'zgartirishni talab qilamiz. Kommunal xizmatlar joriy tartibga soluvchi muhitda barcha elektr yuklariga xizmat ko'rsatishi kerak. Ammo kelajakda biz foydalanuvchilar va yordamchi dastur o'rtasida ko'proq muvozanat bo'lishini, ular o'rtasida ko'proq muloqot va tushunishni ko'rishimiz mumkin. Kelajakda kommunal xizmatlar orkestr dirijyorlari kabi bo'lishi kerak, agar kerak bo'lsa, cheklovlar va iloji bo'lsa, rag'batlantirish asosida foydalanuvchilar elektr energiyasini tarmoqqa moslashuvchan tarzda import va eksport qilishlari kerak. Yordamchi dastur tarmoqni kiberxavfsiz va ishonchli tizim sifatida boshqaradi. Biz bundan hali ancha uzoqmiz. Ammo biz bu shartlar bo'yicha o'ylaymiz. Sun'iy intellekt, ehtimol, barchamizga ushbu maqsadlarga erishishda yordam beradi.

Frensis Klivlend Garvard universitetining elektrotexnika va amaliy fizika fakulteti va Berklidagi Kaliforniya universitetining elektrotexnika va kompyuter fanlari-fakulteti bitiruvchisi.

U 35 yildan ortiq vaqt davomida elektr energetikasi sohasida aqlli tarmoq axborot va boshqaruv tizimi loyihalarini boshqargan va maslahat bergan. Uning tajribasi, birinchi navbatda, aqlli tarmoq axboroti bilan oʻzaro ishlash standartlari, kiberxavfsizlik muammolari, elektr tarmogʻining chidamliligi, taqsimlangan energiya resurslari (DER) uchun aqlli inverter funksiyalari va tizimlarning integratsiyasi, shu jumladan DER’lar, elektr transport vositalariga ulash, ilgʻor oʻlchash infratuzilmalari, energiya taqsimotini avtomatlashtirish va substost operatsiyalariga qaratilgan.