Una plataforma de comunicaciones cibersegura para aplicaciones de red eléctrica inteligente
Normalmente, las redes eléctricas inteligentes se caracterizan por la multitud de aplicaciones, actores y dispositivos de comunicaciones que reúnen, así como por la limitada intervención humana. Se utilizan diferentes paquetes de software aislados para funciones como contadores, monitorización y detección de fallos, lo que inevitablemente conlleva una carga innecesaria a la hora de configurar y gestionar la red eléctrica. La tecnología de C-DAX resuelve este problema desarrollando el concepto de las redes centradas en la información (information-centric networking o ICN). Este concepto permite que las aplicaciones de red eléctrica inteligente, como la recarga de vehículos eléctricos, los contadores inteligentes o la monitorización de la red, intercambien información de manera segura, escalable, flexible y fiable. Para lograrlo, C-DAX desarrolló un middleware, o software de conectividad, basado en la nube que utiliza un motor de publicación-suscripción basado en temas. Las redes actuales emplean silos individuales para gestionar diferentes tipos de demandas de electricidad, mientras que el enfoque de C-DAX «virtualiza» estos silos en temas que se pueden reconfigurar y adaptar en función de la demanda y las limitaciones del momento. A fin de evitar problemas de seguridad, el sistema desacopla los hosts finales de comunicación. De esta forma, se simplifica la configuración del sistema y se proporciona una protección de seguridad inherente a los hosts de destino ocultos. «Nuestra solución es compatible con diferentes modos de comunicación (basada en agentes, basada en consultas, punto a punto) y utiliza el concepto del adaptador para encapsular los protocolos de red eléctrica inteligente existentes. Por este motivo, nuestra solución destaca en comparación con otros sistemas de comunicaciones basados en ICN que se utilizan en la actualidad en Internet, especialmente en lo que respecta a las funciones de seguridad integradas», explica el Dr. Matthias Strobbe, coordinador de C-DAX y coordinador de proyectos en iMinds. «Además, la plataforma C-DAX admite aplicaciones con requisitos diversos, que van desde las transacciones energéticas minoristas entre números elevados de distintos actores hasta las aplicaciones de monitorización de la red eléctrica en tiempo real». Además de funcionalidades de seguridad de tecnología puntera que solo conceden la confianza mínima necesaria a los nodos de comunicaciones intermediarios, la arquitectura de C-DAX permite a los gestores de las redes de distribución (DSO) personalizar sus parámetros de seguridad para adaptarse a los requisitos de la aplicación implantada. «Se pueden seleccionar aspectos concretos para cada aplicación, como el uso de la función de criptografía o los mecanismos clave de distribución. Por ejemplo, las aplicaciones sensibles a la latencia, como la estimación del estado de las redes de distribución en tiempo real (RTSE), pueden utilizar criptografía simétrica rápida, mientras que los contadores inteligentes pueden seleccionar una criptografía asimétrica más potente para aplicaciones que pueden vulnerar la privacidad», explicó el Dr. Strobbe. Estimación del estado en tiempo real Una aplicación de C-DAX que destaca especialmente es la RTSE de redes de distribución mediante unidades de medición fasorial (PMU). Concretamente, esta aplicación proporciona a los gestores una visión perfecta del estado de sus redes en cualquier momento. Admite todo tipo de aplicaciones, desde control de tensiones hasta gestión de la congestión, despacho óptimo de los recursos energéticos distribuidos (DER) y localización de fallos. «Realizamos una gran prueba en campo en la red de distribución de Alliander (una DSO neerlandesa), cerca de Arnhem (Países Bajos), para demostrar que la combinación de la plataforma C-DAX y la aplicación RTSE puede ayudar a los gestores a administrar sus redes mejor», explicó el Dr. Strobbes. Se desplegaron diez dispositivos PMU junto con un analizador de la calidad de la energía y se utilizó la red LTE local de Vodafone como infraestructura de telecomunicaciones subyacente, siendo ésta la primera vez que se utilizan datos de PMU para RTSE. «Los resultados revelaron que se puede lograr una visión en tiempo real de una red de distribución a través de una red LTE inalámbrica pública, que la latencia añadida por C-DAX es insignificante y que el mecanismo de resistencia de C-DAX era rápido y fiable en caso de fallos de nodo y de enlace», explicó el Dr. Strobbe. El uso de la tecnología PMU también demostró ofrecer unas tasas de actualización superiores y unas latencias de medición inferiores, comparado con los dispositivos estándar de monitorización. Aunque el proyecto finalizó en febrero de 2016, los socios del proyecto se han mantenido activos. Alliander y National Instruments están elaborando planes para evaluar el potencial de C-DAX con vistas a distintos usos y están planificando el desarrollo de su código base. EPFL, el desarrollador principal de la aplicación de RTSE, también está explorando la posibilidad de crear una empresa derivada para comercializar la infraestructura de monitorización basada en PMU del proyecto. «Creemos firmemente que la combinación de PMU y RTSE puede ser la piedra angular de las redes eléctricas inteligentes del futuro», concluyó el Dr. Strobbe.
Palabras clave
C-DAX, ciberseguridad, plataforma de comunicaciones, aplicaciones, nube, ICN, red eléctrica inteligente, middleware, software de conectividad, RTSE, LTE
