Ziemnicki: Jak uniezależnić energetykę, jeśli ktoś odetnie ją od satelitów?
Amerykanie od kilku lat pracują nad rozwiązaniami, które pozwolą im zachować kontrolę i prawidłowe funkcjonowanie sieci energetycznych w przypadku braku dostępu do sygnału z satelitów. Ukazał się właśnie kodeks dobrych praktyk w tej materii – pisze Paweł Ziemnicki, współpracownik BiznesAlert.pl.
W marcu 2022 r. Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) ogłosił rozpoczęcie programu CAST – Center for Alternative Synchronization and Timing (Centrum na rzecz Alternatywnej Synchronizacji i Timingu). Powołanie Centrum było zwieńczeniem prowadzonych wcześniej przez około dwa lata prac przygotowawczych.
CAST powstało w wyniku ścisłej współpracy Biura ds. Elektryczności DOE oraz laboratorium Oak Ridge National Laboratory (ORNL), które jest głównym koordynatorem całego projektu. Jego celem są badania, wypracowywanie i pokazywanie w praktyce najlepszych sposobów dystrybucji sygnału czasu w sieciach energetycznych. Dlaczego jest to takie ważne?
Ekspert cytowany przez portal gpsworld.com powiedział: „Sieci energetyczne nie przestaną działać bez sygnałów precyzyjnego czasu, ale zarządzanie nimi stanie się niemożliwe.” Tak jest w istocie. Właściwa synchronizacja i odbieranie jednolitego, precyzyjnego sygnału czasu są kluczowe dla prawidłowego działania takich elementów czy funkcjonalności współczesnej sieci energetycznej jak np.: przekaźniki ochronne, rejestratory zdarzeń monitorujące zakłócenia, pomiar częstotliwości, kontrola i resynchronizacja podstacji czy wykrywanie usterek linii przesyłowych.
W systemie energetycznym USA ów krytyczny sygnał czasu pochodzi w większości przypadków bezpośrednio lub pośrednio z satelitów amerykańskiego globalnego systemu pozycjonowania GPS. To rodzi istotne zagrożenie na wypadek zakłóceń lub braku dostępu do sygnału GPS, na przykład w sytuacji konfliktu zbrojnego.
„Nie jest tajemnicą, że w platformach do pomiaru czasu i synchronizacji wykorzystywanych przez sektor energetyczny występują luki. Stąd, najważniejsze jest [znalezienie] bezpiecznego, weryfikowalnego i niezawodnego rozwiązania” – tłumaczy David Wells, lider programu CAST w Departamencie Energii.
I tu właśnie pojawia się kluczowa rola programu Center for Alternative Synchronization and Timing. Ma on za zadanie stworzyć sieć dokładnych, atomowych zegarów głównych (atomic master clocks) oraz metody dystrybucji sygnału czasu za pośrednictwem światłowodów, co winno zapewnić infrastrukturze energetycznej odporne, elastyczne i niepodatne na usterki źródło sygnału czasu.
Z założenia w ramach CAST nie będzie się układać nowych, dedykowanych światłowodów, ale będzie się wykorzystywać już istniejące przewody (w tym komercyjne), które dotąd nie były w 100% eksploatowane. W ramach wsparcia systemu będą również w użyciu technologie bezprzewodowe.
CAST został więc wymyślony przede wszystkim w celu zmniejszenia zależności sieci energetycznych od GPS poprzez wdrożenie naziemnego rozległego systemu dystrybucji sygnału czasu, z wieloma źródłami (zegarami), który zapewnia alternatywne usługi precyzyjnego pomiaru czasu. Rozwiązanie pozwoli zarządcom sieci energetycznych zniwelować zagrożenie związane z potencjalnym zakłócaniem (jamming) i fałszowaniem (spoofing) sygnałów GPS, które docierając do powierzchni Ziemi są stosunkowo słabe, gdyż emitują je satelity krążące w odległości ok. 20200 km od planety.
22 sierpnia br. portal gpsworld.com poinformował, że wspólnym nakładem sił DOE oraz ORNL ukazał się podręcznik dobrych praktyk, jeśli chodzi o wdrażanie alternatywnych sposobów dystrybucji wiarygodnego sygnału czasu. Dokument zatytułowano „Implementing a Terrestrial Timing Solution: Best Practices.” W jego treści poruszane są takie zagadnienia jak np. rekomendacje w zakresie stosowanego sprzętu, potrzeba stworzenia stabilnego środowiska, czy różne źródła sygnału czasu i metody jego przesyłania.
Odpowiedzialność za wdrażanie tych najlepszych praktyk i ustanawianie synchronizacji leży po stronie operatorów. Z czasem system CAST powinien objąć wszystkie podstacje elektryczne oraz inne elementy infrastruktury położone w odległych lokalizacjach.
Oprócz wspomnianych Oak Ridge National Laboratory i Biura ds. Elektryczności DOE w projekt CAST zaangażowane są również inne komórki Departamentu Energii: Biuro ds. Cyberbezpieczeństwa, Biuro ds. Bezpieczeństwa Energetycznego i Biuro ds. Reagowania Kryzysowego, a także Savannah River National Laboratory, Sandia National Laboratory i partnerzy przemysłowi.
