In den USA bildet die Versorgungsinfrastruktur (Energienetz) die Grundlage der Energieinfrastruktur des Landes. Das Netz transportiert den von Kraftwerken erzeugten Strom durch Umspannwerke, Stromleitungen und Verteilertransformatoren. Dieses System umfasst über 7.300 Kraftwerke und Millionen von Niederspannungsleitungen. Außerdem ist es in die Jahre gekommen.
Da wir vollständig von diesen Systemen abhängig sind, müssen kritische Infrastrukturen wie Versorgungsbetriebe und Banken/Finanzinstitute, medizinische Einrichtungen, Straßen und Brücken sowie Verkehrssysteme gewartet und regelmäßig modernisiert werden, um Ausfälle und Risiken für die Öffentlichkeit zu vermeiden.
Wie kann eine alternde Infrastruktur Bedrohungen wie einer steigenden Nachfrage, Cyber-Bedrohungen und Unwettern begegnen? Ohne Modernisierung bleibt die Energieinfrastruktur anfällig für potenziell katastrophale Ausfälle. In diesem Blogartikel stellen wir Modernisierungsstrategien für alte Versorgungsinfrastrukturen mit serieller Konnektivität vor.
Was ist die Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur?
Moderne Infrastrukturen und Versorgungsunternehmen können an viele Energiequellen angeschlossen werden, darunter auch erneuerbare Energien, was die Emissionen reduziert und gleichzeitig Störungen durch Wetter und Naturkatastrophen verringert. Um dies zu erreichen, stützen sich modernisierte Versorgungsnetze auf die neuesten Technologien IoT . Zu diesen Technologien gehören fortschrittliche Kommunikationsgeräte und Software zur Verwaltung und Überwachung der Infrastruktur.
Wie modernisieren die Versorgungsunternehmen?
Versorgungsunternehmen müssen die Lebensdauer der von ihnen gebauten Infrastrukturen maximieren. Aufgrund der hohen Kosten für ihre Erneuerung muss jede gebaute Infrastruktur etwa 40 Jahre lang halten. Die Investitionen der US-Regierung in die Energieinfrastruktur bedeuten, dass viele Versorgungsunternehmen Wege finden müssen, das Management ihrer bestehenden Infrastruktur zu modernisieren.
Was ist die Modernisierung der Energieversorgung?
Ein modernes Energieversorgungssystem umfasst mehrere Initiativen. Erstens umfasst es IoT, intelligente Zähler und eine moderne Kommunikationsinfrastruktur. Moderne Energieversorgungsunternehmen setzen auch auf neue Formen der Stromerzeugung wie erneuerbare Energien. Schließlich entwickeln moderne Energieversorgungsunternehmen neue Wege der Energieverteilung durch eine aktualisierte Infrastruktur.
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Sind Versorgungsunternehmen durch Cyberangriffe gefährdet?
Zur Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur gehört auch die Bekämpfung von Cyberangriffen. Könnte ein Cyberangriff das Stromnetz lahmlegen? Energie- und Wasserversorgungsunternehmen sind am stärksten durch Cyberangriffe gefährdet, da viele von ihnen keine angemessenen Maßnahmen zur Minderung von Cyberrisiken ergriffen haben. Aufgrund des erhöhten Cyber-Risikos haben die großen Versorgungsunternehmen ihre Sicherheitsinvestitionen erhöht. Diese Investitionen belaufen sich auf 100 bis 400 Millionen Dollar - sehr hohe finanzielle Verpflichtungen zum Schutz der Versorgungsinfrastruktur.
Welche Modernisierungsanstrengungen schützen die Infrastruktur vor Cyberangriffen?
Sicherheitsprotokolle und IoT bieten Versorgungsunternehmen mehrere moderne Sicherheitsoptionen. Einige der Strategien sind:
- Private Netze Mobilfunk - Viele Versorgungsunternehmen investieren in private Mobilfunk Netze für bessere Datengeschwindigkeiten, Flexibilität, Signalpriorisierung und natürlich zusätzliche Sicherheit.
- Nutzung vorhandener IT-Netzwerktechnologie - Versorgungsunternehmen übernehmen die IT-Technologien und Betriebsnetze, die sie bereits für ihre Geschäfte nutzen
- Anwendungsspezifische Datenflusskontrolle - Digi-Geräte können programmatisch "Datendioden" erstellen, um den Datenfluss zu Geräten zu verhindern, wenn er nicht benötigt wird, oder um den Datenfluss nur in eine Richtung zuzulassen.
- NERC-Standards für den Schutz kritischer Infrastrukturen - NERC CIP bietet einen gemeinsamen Standard für die Sorgfalt bei der technischen und verfahrenstechnischen Sicherheit des nordamerikanischen Stromversorgungsnetzes
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Wie können wir das Stromnetz modernisieren?
Es ist finanziell nicht machbar, alle Geräte der Versorgungsinfrastruktur aufzurüsten. Aber Technologien können helfen, indem sie eine Brücke zwischen neuen Geräten und Altgeräten schlagen. Zu diesen Technologien gehören IoT und Kommunikationsgeräte, die mit Überwachungs- und Verwaltungssoftware integriert sind.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Versorgungsinfrastruktur zu modernisieren, ohne jedes einzelne Gerät zu ersetzen:
- Kommunikation mit älteren Technologien unter Verwendung moderner Konnektivitätsgeräte - Erweitern Sie die Netzwerkkonnektivität für ältere serielle Geräte mit modernen Geräten, die die Verwaltung einer breiten Palette wichtiger serieller Anwendungen zentralisieren können
- Einbindung von Mobilfunk Netzwerken zur Verwaltung von Anlagen - Verwaltung und Nachverfolgung typischer Verteilungsanlagen, wie z. B. Kappenbänke, Wiedereinschaltgeräte, Umspannwerke sowie Zähler, Netzqualitätsmanagement, Laststeuerung und Lastabwurf
- Einrichtung privater Mobilfunk Netze - Beginn der Ersetzung herkömmlicher AMI-Kommunikationssysteme (Advanced Metering Infrastructure), um den Energieverbrauch in Echtzeit besser zu verstehen
Wie können Versorgungsunternehmen erneuerbare Energiequellen sicher an das Stromnetz anschließen?
Die sichere Anbindung erneuerbarer Energiequellen an die bestehende Versorgungsinfrastruktur ist eine große Herausforderung für die Energieerzeugungs-, -übertragungs- und -verteilungsunternehmen. Es gibt viele verschiedene Gesetze in der Entwicklung, und sie ändern sich häufig. Berücksichtigen Sie diese Strategien, wenn Sie erneuerbare Energiequellen an das Netz anschließen:
- Wählen Sie einen zuverlässigen Lösungspartner - Ein vertrauenswürdiger Branchenpartner kann Kommunikationsgeräte liefern, die nicht nur alle gesetzlichen Anforderungen erfüllen, sondern auch ein Höchstmaß an Sicherheit und Zuverlässigkeit für unternehmenskritische Infrastrukturen gewährleisten.
- Einbindung von Technologien, die mit internationalen Standards arbeiten - Es gibt einen neuen internationalen Kommunikationsstandard namens GreenPHY. GreenPHY ermöglicht die Verbindung und fortschrittliche Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und der Ladeinfrastruktur.
- Investieren Sie in eine zuverlässige Netzwerkkonnektivität - Die Integration von Solarenergie in Gewerbe, Industrie und Verbrauchern verändert sich schnell. Die Versorgungsunternehmen benötigen aktualisierte Technologien zur Überwachung der Stromübertragung, der Managementprozesse und der SCADA-Systeme. Eine zuverlässige Netzwerkkonnektivität ermöglicht es Versorgungsunternehmen, sich über kabelgebundene Verbindungen und allgemeine RF-Produkte mit dem breiteren Ökosystem zu verbinden.
Wie können Elektrizitätsversorgungsunternehmen die Technologien von IoT in die bestehende Infrastruktur integrieren?
Es gibt eine Menge Geräte im Einsatz. Ein Teil der Infrastruktur ist netzwerkfähig, aber ein großer Teil ist immer noch auf serielle Anschlüsse angewiesen. Denken Sie an Grundlast- und klassische Spitzenlastkraftwerke, Umspannwerke und Überwachungsgeräte für Verteilungsleitungen.
Diese Infrastruktur lässt sich jedoch nur schwer aktualisieren, da sie unternehmenskritisch ist und viele Tests und Validierungen erfordert. Es ist riskant und zeitaufwändig, diese Geräte für Wartungsarbeiten vom Netz zu nehmen.
Hier können Digi-Gateway- und Konnektivitätslösungen helfen. Unsere Geräte delegieren die Kommunikationsfunktion, wodurch sie einfacher zu warten und zu verwalten sind. Und Digi bietet eine zentralisierte Verwaltungsfunktion, die nahtlose Updates für Tausende von Geräten im Feld ermöglicht, ohne den Betrieb der Versorgungsinfrastruktur zu beeinträchtigen.
Konnektivität über alle kritischen Anlagen hinweg bedeutet höhere Zuverlässigkeit, Echtzeit-Zugang zu Informationen, größere Flexibilität bei der Verwaltung, verbesserte Sicherheit durch private Netzwerke und sogar einen nahtlosen Übergang zu 5G, wenn nötig.
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Wie wichtig ist 5G für die Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur?
5G bietet eine hohe Bandbreite und niedrige Latenzzeiten für Video und autonome Fahrzeugkommunikation. Aber 5G bietet auch Funktionen, die Versorgungsunternehmen mehr benötigen, wie die Möglichkeit, Daten auf der Grundlage von Prioritäten zu segmentieren.
Die derzeitigen 5G-Implementierungen dienen bevölkerungsreichen Gebieten. In den nächsten Jahren werden Funkchipsätze kostengünstige Konnektivität für viele kritische Infrastrukturen bieten. Sie werden niedrigere Frequenzen für eine bessere Durchdringung und Reichweite nutzen. Sie werden die Segmentierung verschiedener Kommunikationsarten voneinander ermöglichen. Die Integration von zeitabhängigen Netzwerken mit Mobilfunk ist etwas, das auf dem Weg zur 5G-Segmentierung praktikabler werden wird.
Das CORE® Plug-in-LTE-Modem von Digi ermöglicht den flexiblen Einsatz verschiedener Technologiestandards, die am sinnvollsten sind. Für Versorgungsunternehmen mit einer Infrastruktur, die für einen Betrieb von bis zu 20 Jahren ausgelegt ist, können Plug-in-Modems die neueste Mobilfunktechnologie bereitstellen, ohne große Änderungen an den Kommunikationsnetzwerken vornehmen zu müssen. Diese Technologie ermöglicht auch den Wechsel zwischen öffentlichen und privaten CBRS-Netzen Mobilfunk .
Digi Solutions bietet End-to-End-Konnektivitätslösungen für die Modernisierung der Versorgungsinfrastruktur
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So hilft Digi. Seit über 35 Jahren entwickelt und implementiert Digi unternehmenskritische Konnektivitätslösungen für einige der weltweit führenden Marken. Unsere Erfahrung mit skalierbaren Konnektivitätslösungen für das Infrastrukturmanagement, die geschäftskritische Fernkommunikation über eine Vielzahl von Mobilfunk und drahtgebundenen Netzwerken integrieren, helfen Versorgungsunternehmen bei der erfolgreichen Modernisierung ihrer Erzeugungs-, Übertragungs- und Verteilungsinfrastrukturen und intelligenten Messsysteme.
Digi stellt seine Konnektivitätsprodukte so her, dass sie auch bei jahrzehntelangen Einsätzen einwandfrei funktionieren. Die Integration in ein Managementsystem bedeutet, dass Betreiber die Konnektivität aller kritischen alten und neuen Infrastrukturgeräte aus der Ferne verwalten und überprüfen können. Digi-Lösungen helfen dabei, die NERC CIP-Anforderungen für Sicherheit und Best Practices zu erfüllen, indem sie für sichere und getrennte Kommunikationswege sorgen. Unsere Systeme sind so konzipiert, dass sie Edge Intelligence für die Überwachung und Alarmierung enthalten. Letztlich integrieren unsere End-to-End-Lösungen verschiedene Gerätegenerationen und verbinden sie alle nahtlos mit der Betriebsbehörde.
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