更新授权以维护能源网格

三个主要地区构成了美国的能源电网：德克萨斯州的互连系统，西方的互连，跨越了太平洋到落基山的国家，而东部的互连则是山区以东的国家。

网格是必不可少的基础设施，由一个由7,000多个电厂组成的网络，该网络由数十万英里的高压传输线连接。根据估计，有成千上万的发电单元和70,000个变压器变电站。

即使最近添加了自动化和新兴技术，该网格仍然在很大程度上依赖于较旧的技术。 60％的断路器年龄超过30岁，而传输线的70％至少30岁，这意味着它们已经接近其使用寿命的尽头。

由于老化的基础架构和功率消耗的增加，网格现在更容易受到级联故障的影响，其中一个组件的故障会触发故障的链反应。

数据中心的增长和扩展本身就是在扭曲网格。劳伦斯·伯克利（Lawrence Berkeley）国家能源部国家实验室的研究表明，数据中心的功耗在过去十年中有两倍，到2028年可能会再次三倍。北美电力可靠性公司（NERC）的可靠性评估和系统分析总监约翰·穆拉（John Moura）告诉路透社告诉路透社，该网格并不像较大的电动机那样构建了较大的电力和更大的电力范围，而他们更大的是他们的用途和更大的数据中心。 “除非我们添加额外的网格资源，否则它最终将变得太大而无法处理。”

基本事实是，美国电网的基础设施过时，无法处理数据的新时代和日益增长的计算需求。它也非常容易受到网络攻击，EMP，自然灾害和身体威胁的影响，所有这些都可能带来灾难性的结果。生态系统的现实是，网格对于医疗，食品和农业，水，数据中心，电信，证券交易所，卫星地面系统和其他重要基础设施至关重要。

面向网格的风险

电网面临着广泛的风险。来自地磁太阳能耀斑的EMP，由恐怖分子或民族国家发射的短距离导弹，网络攻击或对公用事业或电力设施的身体攻击都是风险景观的例子。

源自太阳风暴的太阳火焰构成了持续的威胁。据信，在过去150年中，地球经历了100多次太阳风暴。强烈的耀斑释放电磁辐射的颗粒，这些辐射针对太阳系中的地球和其他行星。耀斑的大小，冠状质量射血的尺度以及它从太阳向地球移动的速度都影响了太阳风暴的严重程度。电网可以通过一种称为X级耀斑的耀斑造成严重破坏。不可能忽略风险。

EMP攻击也可以指导。 EMP罢工可以由恐怖组织或流氓国家进行，该组织引爆了远远超过大气的核弹，破坏了电子和电网。

前中央情报局局长詹姆斯·伍尔西（James Woolsey）在众议院委员会作证，并说，如果美国受到EMP攻击，“美国三分之二的人口可能会因饥饿，疾病和社会崩溃而灭亡。”

“如1859年的卡灵顿事件或1921年的铁路风暴，以及来自恐怖分子或流氓国家的核EMP攻击，正如朝鲜在2013年核危机期间所实施的那样，来自恐怖分子或流氓国家的核EMP攻击都是生存威胁，都是生存威胁，都是10个美国人通过饥饿，疾病和社会倒闭，佩特·普里（Pry）说，这两个人说：“如1859年的卡灵顿事件或1921年的铁路风暴，以及来自恐怖分子或流氓国家的核EMP攻击，这两个人都可以杀死10个美国人的9个美国人，既然是9个美国人，又是恐怖分子的9人，”国会EMP委员会。

国土安全部（DHS）承认黑客针对美国公用事业控制系统，部分保护了电网。电力公司用于管理其工业系统的许多监督控制和数据获取（SCADA）网络需要进行更新和加强，以承受网络安全的日益增加。

俄罗斯针对乌克兰的电网的网络攻击使70万人没有权力，这提醒了电网中的脆弱性。据世界能源委员会称，各国需要加大努力，以防止网络攻击在核和其他能源系统上。他们观察到数据泄露的频率，复杂性和费用正在上升。据退休的国家安全局（NSA）和美国网络司令部的前领导人迈克·罗杰斯（Mike Rodgers）表示，由多个国家发起的网络攻击可能会被多个国家发起的网络攻击所取消的整个美国电力系统。

2021年对殖民管道的成功勒索软件攻击提供了对该漏洞和众多攻击点的见解。除了破坏美国东海岸的石油供应外，攻击者还表明，没有用于事件响应和准备的网络安全结构。

现在，美国能源网格的大多数重要基础设施组成部分在互联网可访问的数字环境中起作用。硬件和软件集成的趋势，以及网络传感器的扩展，正在重新定义黑客进行表面攻击的机会。

行业和政府都确定了网络攻击的脆弱性。根据一般会计办公室（GAO）的数据，美国的能源电网容易受到网络攻击的影响。根据GAO的说法，将电力从传输系统运输到客户的电网分配系统变得越来越脆弱，部分原因是技术的能力不断增长，这些技术能够使远程访问和链接到业务网络。威胁参与者可能因此能够访问这些系统，从而干扰操作。

现实是，人工智能工具正在实现越来越复杂的网络攻击。犯罪集团，州行为者和其他实体也针对至关重要的基础设施。运营技术和工业互联网的使用增加了攻击表面。为了打击网络风险，能源基础设施运营商应使用“设计安全性”。设计网络安全需要进行操作网络融合的敏捷系统，以监视，识别和应对新威胁。最终，我们需要增强美国能源电网的网络安全性。

另一个担心的是，恶意行为，特别是恐怖分子对网格构成的身体威胁。十年前，使用炸弹和一个放置在50,000加仑油箱上的炸弹装置来针对和攻击亚利桑那州诺加莱斯的电力设施。幸运的是，这项工作没有成功。最近，极端主义团体的其他恐怖行为针对枪声和炸弹威胁的公用事业。

帮助保护网格的策略

有多种方法可以减少物理，存在和网络来源对能源基础设施的威胁。这些包括传播能源并使用较小的独立网络；稳定电压和设备以管理能量流的系统；制定更好的安全规则，培训和紧急计划；保护电网免受电力爆发和电压问题的影响；并创建分享有关弱点和威胁的信息的方法。为了恢复各种紧急情况的力量，系统的弹性计划也是必不可少的。

例如，我们应该用自动化系统，智能电表和传感器等尖端技术升级和替换过时的基础架构，以提高电网效率和可靠性。此外，我们应该在较小的规模上设置独立的微电网，该微电网可以独立或与主电网协同起作用，以在紧急情况或中断期间提供局部电力。

由于人工智能工具，网络攻击变得越来越复杂。此外，政府行为者，犯罪团伙和其他袭击者正在针对与能源有关的重要基础设施。能源基础设施的运营商应使用“通过设计安全性”来应对网络威胁，因为引入运营技术和工业互联网带来的连通性进一步提高了攻击表面。为了使网络安全能够监视，识别和对新威胁做出反应，有必要构建具有操作网络融合的敏捷系统。最终，我们需要显着提高美国能源电网的网络安全，以承受增长的威胁。

EMP的威胁是存在的，将需要更多的计划和弹性。

特朗普总统于2019年3月26日签署了13865年的行政命令（EO）13865，“协调民族对电磁脉冲的弹性”，使其成为美国为重要基础设施设定弹性和安全标准的国家优先计划。

EO 13865 states, “An electromagnetic pulse (EMP) has the potential to disrupt, degrade, and damage technology and critical infrastructure systems. Human-made or naturally occurring EMPs can affect large geographic areas, disrupting elements critical to the nation's security and economic prosperity, and could adversely affect global commerce and stability. The federal government must foster sustainable, efficient, and cost-effective approaches to improving the nation's resilience to EMP的影响。”电磁脉冲（EMP）程序状态报告

作者在一篇文章“成本分析：保护电网和电子设备免受EMP的侵害”，提出，由美国国防部（北部指挥部和国民警卫队），国土安全部和能源部支持的国家弹性工作组，可以采取缓解策略，以保护美国关键基础设施从emp的影响中保护美国的重要基础。这项工作可能包括以下行动：

• 通过将敏感的电子设备封闭在接地导电外壳中，并通过将EMP激增器添加到发电机，变压器，电动机和关键电子设备中来保护电子设备。
• 在变电站中将中性接地阻滞剂安装在变压器上，以防止接地诱导的电流进入变压器。
• 在关键的基础设施设施上安装具有现场发电的受EMP保护的微电网。
• 开发具有EMP的电子设备，例如光学计算和碳纳米管内存，它们不太容易受到EMP攻击的影响。
• 在紧急准备培训中包括EMP-Attack计划方案。通过计划EMP攻击的后果，社区可以制定计划和措施维持基本服务。

资料来源：成本分析：保护网格和电子设备免受EMP的国内准备

为了恢复各种紧急情况的权力，全面的弹性计划至关重要。当前的技术可以保护电网，只需要领导和投资来减少脆弱性。

解决电网问题的领导将来自即将上任的政府。由于该国大多数重要的基础设施（例如银行业，医疗保健，运输和通信系统）属于私营部门，因此它依赖于网格。共同投资，扎实的公私部门伙伴关系以及研究，开发和原型的合作都是为了找到答案。

这种合作必须涉及更快的努力，以资助和开发创新技术，这些技术可以使公用事业免受人造或自然电磁潮流，进一步的SCADA网络硬件和网络攻击中的SCADA网络硬件和软件，并提高电网的物理安全性。

即使估计成本各不相同，维护文明的投资也值得。随着越来越多的人意识到不稳定的威胁格局和无所作为的后果，越来越需要保护网格。这种提高的意识意味着需要迅速采取行动，并旨在支持即将到来的政府。

以上是更新授权以维护能源网格的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！