Secure by Design und Smart Grids Wie neue Technologien intelligente Stromnetze optimieren

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Versorgungsunternehmen haben die IT-Systeme der Stromnetze in den letzten Jahren modernisiert. Die neuen intelligenten Netze nutzen IoT-Sensoren, Automatisierungs- und digitale Steuerungssysteme, um die dezentrale Energieerzeugung voranzutreiben und „Prosumer“ zu unterstützen. Neue Technologien können die digitalisierten Energienetze weiter verbessern.

Der Einsatz von Cloud-Diensten – public, hybrid oder multi-Cloud – für Rechen- und Speicheranforderungen ermöglicht es Stromversorgern, die riesigen Datenmengen besser zu nutzen, die von Unternehmensanlagen und Verbrauchern abgerufen werden. Außerdem lassen sich diese so effizient und kostengünstig speichern, verarbeiten und analysieren. In ähnlicher Weise vernetzt die 5G-Technologie eine viel höhere Dichte von IoT-Sensoren und angeschlossenen Geräten mit exponentieller Geschwindigkeit und in exponentiellem Umfang. Dadurch verbessert sich die Leistung von intelligenten Netzen in vielen verschiedenen Anwendungsfällen.

Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB), Verteilernetzbetreiber (VNB) und Energieversorgungsunternehmen setzen außerdem Millionen von vernetzten Geräten wie intelligente Zähler, Feldsensoren und intelligente elektronische Geräte (IEDS) ein. Ziel ist es, nahezu in Echtzeit Daten von Netzanlagen und Nutzergeräten an verschiedenen Standorten zu sammeln. Durch die Netzüberwachung in Echtzeit werden wertvolle Daten gewonnen, die für die Transparenz, Sichtbarkeit und Belastbarkeit des Netzes unerlässlich sind.

Andere moderne Technologien wie künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) sowie Analysetools können ebenfalls genutzt werden, um Daten auszuwerten und die Energiekette von der Quelle bis zum Verbraucher zu optimieren. Außerdem vereinfachen und beschleunigen KI/ML-Modelle und Vorhersagetechniken die Integration dezentraler Energieressourcen (DER) in das Netz. Ein intelligentes, dezentrales Netz kann die Kapazität erhöhen, die Netzstabilität gewährleisten und gleichzeitig die Treibhausgasemissionen verringern.

Wie sieht eine robuste Netzstrategie aus?

Digitale Versorgungsunternehmen sind in der Lage, eine robuste Netzstrategie zu entwickeln. Diese gewährleistet eine zuverlässige Energieversorgung und einen kosteneffizienten Betrieb. Dabei sollten sie zwei Kriterien im Blick haben:

Resilienz: Versorgungsunternehmen sollten in der Lage sein, sich an die Marktdynamik anzupassen, Herausforderungen zu bewältigen und sich schnell von bekannten Problemen oder unvorhergesehenen Ereignissen zu erholen oder darauf zu reagieren. Netzeigentümer und -betreiber können den normalen Betrieb wieder aufnehmen und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für Kunden gewährleisten sowie bei Bedarf auf erneuerbare Energiequellen umsteigen.

Cyber-Hygiene: Dies beschreibt die Fähigkeit des Versorgungsunternehmens, den IT/OT-Bestand zu schützen, indem angemessene Vorkehrungen getroffen und die Unternehmensressourcen in Echtzeit überwacht werden. Insbesondere Stromversorgungsunternehmen sollten Sicherheitsstandards bereits bei der Entwicklung ihrer wichtigsten Technologien sowie ihrer Geschäftsprozesse einbeziehen.

Wie lassen sich intelligente Netze sicher gestalten?

Mit jedem Tag werden die Stromnetze intelligenter. Hierbei ist es wichtig, dass das Netz der Zukunft einen vielschichtigen Ansatz für einen sicheren Betrieb verfolgt. Die Beteiligten, darunter Netzeigentümer/-betreiber, Stromhändler, Regulierungsbehörden, Erstausrüster, Cloud-Service-Anbieter und IKT-Dienstleister, spielen eine wichtige Rolle bei der Integration von Sicherheitsmaßnahmen in die digitalen Netze in Europa, um letztlich zu gewährleisten, dass die intelligenten Netze von Anfang an geschützt sind.

Bewährte Verfahren für Secure by Design beim Versorgungsunternehmen

Damit die Netze der Versorgungsdienstleister von Anfang an sicher sind, müssen die folgenden Richtlinien unbedingt berücksichtigt werden:

• Einhaltung von Datensicherheitsvorschriften
  Jeder Beteiligte im Grid-Ökosystem sollte die Datenvorschriften und Sicherheitsstandards einhalten, einschließlich der Allgemeinen Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) und der Richtlinie für Netz- und Informationssicherheit (NIS).

• Netzsegmentierung und Zugangskontrolle
  Mit der zunehmenden Vernetzung der Stromnetze gewinnt die Netzsegmentierung an Bedeutung. Die Aufteilung der Netzinfrastruktur in isolierte Segmente rationalisiert das Energiemanagement und erhöht die Sicherheit. Für jedes Segment lassen sich robuste Zugangskontrollmechanismen implementieren, um den autorisierten Zugriff auf Unternehmensdaten und Systemfunktionen zu gewährleisten. Darüber hinaus werden durch die Netzsegmentierung Schwachstellen und Risiken im Falle eines Sicherheitsverstoßes minimiert.

• Sicherer Informationsaustausch
  Die Einführung gemeinsamer Datenaustauschmodelle und sicherer Kollaborationsplattformen erlaubt es den ÜNB und VNB, Unternehmens- und Kundendaten zu schützen und gleichzeitig Informationen mit Regierungsbehörden, Cyber-Security-Organisationen und Dritten zu teilen. Ein kollaborativer Ansatz für die Cybersicherheit ermöglicht es den Netzbetreibern in Europa, Informationen über Bedrohungen zu sammeln, um Risiken an der Quelle zu mindern und Cyberangriffen vorzubeugen. Auch die Analyse operativer Bedrohungsdaten unterstützt die Sicherheitsteams, die Strategien für das Management von Zwischenfällen zu verbessern.

• Datensicherheit
  Die Cybersicherheitsstrategie von Versorgungsunternehmen sollte sich auf Netzanlagen, Benutzergeräte und Daten erstrecken. Die Konfiguration der OT/IT-Ausrüstung und der Kommunikationsnetze mit integrierter Sicherheit, die Schaffung eines Bewusstseins für Cybersicherheit bei den IKT-Nutzern und eine robuste Datenverwaltung werden durch Security by Design gewährleistet. Darüber hinaus sollten Versorgungsunternehmen darauf achten, ihre Software regelmäßig zu aktualisieren sowie Mitarbeitern und Nutzern keine unnötigen Systemprivilegien oder Datenzugriffsrechte zu gewähren. Gleichzeitig verhindern bewährte Verschlüsselungs- und Authentifizierungstools den unbefugten Zugriff und den Missbrauch sensibler/privater Daten.

Fazit

Mit einer sicheren Infrastruktur sind Betreiber intelligenter Netze in der Lage, Echtzeitdaten abzurufen, um Angebot, Nachfrage und Preisgestaltung effizient zu steuern. Darüber hinaus kann ein von vornherein sicheres Netz die im gesamten vernetzten Ökosystem generierten Daten nutzen, um die Netzzuverlässigkeit zu verbessern und einen proaktiven Kundenservice anzubieten.

Über den Autor

Ashiss Dash ist EVP & Global Head Services, Utilities, Resources and Energy bei Infosys.

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