Tiga kawasan utama merupakan grid tenaga AS: sistem yang saling berkaitan Texas, interkoneksi barat, yang merangkumi Lautan Pasifik ke negara -negara gunung Rocky, dan interkoneksi timur, yang melayani negara -negara di timur pergunungan.

Grid, sekeping infrastruktur yang penting, terdiri daripada rangkaian lebih daripada 7,000 loji kuasa yang dihubungkan oleh beratus-ratus ribu batu saluran penghantaran voltan tinggi. Menurut anggaran, terdapat beribu-ribu unit penjanaan kuasa dan 70,000 pencawang kuasa pengubah.

Walaupun dengan penambahan automasi dan teknologi baru baru -baru ini, grid masih bergantung pada teknologi yang lebih tua. 60% pemutus litar lebih tua dari 30 tahun, manakala 70% garisan penghantaran berusia sekurang -kurangnya 30 tahun, bermakna mereka mendekati akhir hayat berguna mereka.

Hasil daripada infrastruktur penuaan dan penggunaan kuasa yang semakin meningkat, grid kini lebih terdedah kepada kegagalan cascading, di mana kegagalan satu komponen mencetuskan tindak balas rantai kegagalan.

Pertumbuhan dan pengembangan pusat data dengan sendirinya sedang menenggelamkan grid. Penyelidikan oleh Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley untuk Jabatan Tenaga menunjukkan bahawa penggunaan kuasa pusat data telah meningkat tiga kali ganda dalam sepuluh tahun yang lalu dan mungkin tiga kali lagi pada tahun 2028. "Kecuali kami menambah sumber grid tambahan, ia akhirnya akan tumbuh terlalu besar untuk dikendalikan."

Kebenaran asas ialah infrastruktur grid kuasa AS terlalu ketinggalan zaman untuk mengendalikan era data baru dan keperluan pengiraan yang semakin meningkat. Ia juga sangat mudah terdedah kepada cyberattacks, EMP, bencana alam, dan ancaman fizikal, yang semuanya boleh menyebabkan keputusan yang buruk. Realiti ekosistem adalah bahawa grid adalah penting untuk rawatan perubatan, makanan dan pertanian, air, pusat data, telekomunikasi, bursa saham, sistem tanah satelit, dan infrastruktur penting lain.

Risiko ke grid

Grid kuasa menghadapi pelbagai risiko. EMPs dari suar solar geomagnetik, peluru berpandu jarak pendek yang dipecat oleh pengganas atau negara-negara, cyberattacks, atau serangan fizikal terhadap kemudahan utiliti atau kuasa adalah semua contoh landskap risiko.

Suar suria, yang berasal dari ribut di bawah sinar matahari, merupakan ancaman yang berterusan. Bumi dipercayai mengalami lebih daripada 100 ribut solar dalam 150 tahun yang lalu. Suar kuat melepaskan zarah radiasi elektromagnet yang bertujuan untuk Bumi dan planet -planet lain dalam sistem solar. Saiz suar, skala lekuk massa korona, dan kelajuan di mana ia bergerak dari matahari ke bumi semuanya mempengaruhi betapa teruknya ribut solar. Grid elektrik dapat mengekalkan kerosakan yang serius dari sejenis suar yang dikenali sebagai suar kelas X. Tidak mustahil untuk mengabaikan risiko.

Serangan EMP juga boleh diarahkan. Pemogokan EMP boleh dilakukan oleh organisasi pengganas atau negara penyangak yang meletupkan bom nuklear jauh di atas atmosfera, memusnahkan elektronik dan grid elektrik.

Bekas pengarah CIA James Woolsey memberi keterangan sebelum jawatankuasa Dewan dan mengatakan bahawa jika Amerika Syarikat menerima serangan EMP, "Dua pertiga penduduk AS mungkin akan binasa dari kelaparan, penyakit, dan kerosakan masyarakat."

"EMP semulajadi dari badai geomagnet, seperti peristiwa Carrington 1859 atau 1921 ribut kereta api, dan serangan EMP nuklear dari pengganas atau negara -negara penyangak, seperti yang diamalkan oleh Korea Utara semasa krisis nuklear tahun 2013, adalah ancaman eksekutif yang boleh dibunuh oleh orang -orang," Suruhanjaya EMP Kongres.

Jabatan Keselamatan Dalam Negeri (DHS), yang mengakui bahawa penggodam telah mensasarkan sistem kawalan kemudahan awam AS, sebahagiannya melindungi grid. Banyak rangkaian kawalan penyeliaan dan pengambilalihan data (SCADA) yang digunakan oleh syarikat -syarikat kuasa untuk menguruskan sistem perindustrian mereka perlu dikemas kini dan diperkuat untuk menahan peningkatan bahaya keselamatan siber.

Cyberattack Rusia terhadap grid kuasa Ukraine, yang menyebabkan 700,000 orang tanpa kuasa, berkhidmat sebagai peringatan kelemahan dalam grid elektrik. Negara -negara perlu meningkatkan usaha mereka untuk mencegah cyberattacks pada sistem tenaga nuklear dan lain -lain, menurut Majlis Tenaga Dunia. Mereka melihat bahawa kekerapan, kerumitan, dan perbelanjaan pelanggaran data semakin meningkat. Seluruh sistem kuasa AS dan infrastruktur penting lain mungkin diturunkan oleh cyberattack yang dilancarkan oleh beberapa negara, menurut laksamana bersara Mike Rodgers, bekas pemimpin Agensi Keselamatan Negara (NSA) dan Perintah Siber AS.

Serangan ransomware yang berjaya terhadap saluran paip kolonial pada tahun 2021 menawarkan wawasan tentang kelemahan itu dan banyak titik serangan. Di samping mengganggu bekalan minyak Pantai Timur AS, penyerang menunjukkan bahawa tidak ada struktur keselamatan siber di tempat untuk tindak balas dan penyediaan acara.

Majoriti komponen infrastruktur penting grid tenaga AS kini berfungsi dalam persekitaran digital yang boleh diakses oleh Internet. Trend integrasi perkakasan dan perisian, bersama -sama dengan pengembangan sensor rangkaian, mendefinisikan semula peluang penggodam untuk serangan permukaan.

Kedua -dua industri dan kerajaan telah mengenal pasti kelemahan untuk cyberattacks. Grid tenaga AS terdedah kepada cyberattacks, menurut Pejabat Perakaunan Umum (GAO). Sistem pengedaran grid, yang mengangkut kuasa dari sistem penghantaran kepada pelanggan, telah menjadi semakin terdedah, menurut GAO, sebahagiannya disebabkan oleh keupayaan teknologi yang semakin meningkat yang membolehkan akses dan hubungan jauh ke rangkaian perniagaan. Pelakon ancaman mungkin dapat mengakses sistem tersebut sebagai hasilnya, dengan itu mengganggu operasi.

Realitinya ialah alat kecerdasan buatan membolehkan cyberattacks yang semakin canggih. Kumpulan jenayah, pelakon negara, dan entiti lain juga mensasarkan infrastruktur kritikal tenaga. Penggunaan teknologi operasi dan internet industri telah meningkatkan permukaan serangan. Untuk memerangi risiko siber, pengendali infrastruktur tenaga harus menggunakan "keselamatan dengan reka bentuk." Bangunan sistem tangkas dengan operasi siber operasi diperlukan oleh reka bentuk untuk keselamatan siber untuk memantau, mengenal pasti, dan bertindak balas terhadap ancaman baru. Pada akhirnya, kita perlu meningkatkan keselamatan siber grid tenaga AS.

Satu lagi kebimbangan adalah ancaman fizikal yang ditimbulkan kepada grid oleh perbuatan jahat, terutamanya oleh pengganas. Bom dan peranti pembakar yang diletakkan di atas tangki bahan api 50,000 galon digunakan untuk menargetkan dan menyerang kemudahan kuasa di Nogales, Arizona, satu dekad yang lalu. Nasib baik, usaha itu tidak berjaya. Baru -baru ini, tindakan pengganas lain oleh kumpulan ekstremis telah mensasarkan utiliti dengan tembakan dan ancaman bom.

Strategi untuk membantu melindungi grid

Terdapat pelbagai cara untuk mengurangkan ancaman kepada infrastruktur tenaga dari sumber fizikal, eksistensial, dan siber. Ini termasuk menyebarkan sumber tenaga dan menggunakan rangkaian yang lebih kecil, bebas; sistem untuk menstabilkan voltan dan peranti untuk menguruskan aliran tenaga; menetapkan peraturan keselamatan, latihan, dan rancangan kecemasan yang lebih baik; melindungi grid dari lonjakan kuasa dan isu voltan; dan mewujudkan cara untuk berkongsi maklumat mengenai kelemahan dan ancaman. Untuk memulihkan kuasa untuk pelbagai kecemasan, perancangan ketahanan sistematik juga penting.

Sebagai contoh, kita perlu menaik taraf dan menggantikan infrastruktur yang sudah lapuk dengan teknologi canggih seperti sistem automasi, meter pintar, dan sensor untuk meningkatkan kecekapan grid dan kebolehpercayaan. Di samping itu, kita harus menubuhkan mikrogrid bebas pada skala yang lebih kecil, yang boleh berfungsi secara bebas atau seiring dengan grid utama, untuk membekalkan elektrik tempatan semasa kecemasan atau gangguan.

Cyberattacks menjadi semakin canggih terima kasih kepada alat kecerdasan buatan. Di samping itu, pelakon kerajaan, kumpulan jenayah, dan penyerang lain mensasarkan infrastruktur penting yang berkaitan dengan tenaga. Pengendali infrastruktur tenaga harus menggunakan "keselamatan oleh reka bentuk" untuk memerangi ancaman siber sejak sambungan yang dibawa oleh pengenalan teknologi operasi dan Internet Perindustrian Perkara telah meningkatkan lagi permukaan serangan. Bagi keselamatan siber untuk dapat memantau, mengenal pasti, dan bertindak balas terhadap ancaman baru, adalah perlu untuk membina sistem tangkas dengan penggabungan siber operasi. Pada akhirnya, kita perlu meningkatkan keselamatan siber grid tenaga AS untuk menahan ancaman yang semakin meningkat.

Ancaman EMP adalah eksistensial dan memerlukan lebih banyak perancangan dan ketahanan.

Presiden Trump menandatangani Perintah Eksekutif (EO) 13865, "Menyelaras Ketahanan Kebangsaan untuk Pulsa Elektromagnet," pada 26 Mac, 2019, menjadikannya program keutamaan negara untuk menetapkan standard daya tahan dan keselamatan untuk infrastruktur penting di Amerika Syarikat.

EO 13865 menyatakan, "Pulse elektromagnet (EMP) berpotensi mengganggu, merendahkan, dan merosakkan teknologi dan sistem infrastruktur kritikal. kepada kesan EMPs. " Laporan Status Program Pulse Elektromagnetik (EMP)

Dalam satu artikel, "Analisis Kos: Melindungi Grid dan Elektronik dari EMP," penulis mencadangkan agar pasukan petugas daya tahan negara, yang disokong oleh Jabatan Pertahanan AS (Komando Utara dan Pengawal Kebangsaan), Jabatan Keselamatan Dalam Negeri, dan Jabatan Tenaga, boleh melakukan strategi mitigasi untuk melindungi infrastruktur kritikal AS dari kesan -kesan dari EMP. Usaha ini boleh termasuk tindakan berikut:

• Melindungi peralatan elektronik dengan melampirkan elektronik sensitif di perumahan konduktif yang berasaskan dan dengan menambahkan empeder EMP penangkap kepada penjana, transformer, motor, dan peralatan elektronik kritikal.
• Pasang penyekat tanah neutral pada transformer dalam pencawang untuk mengelakkan arus yang disebabkan oleh tanah memasuki transformer.
• Pasang mikrogrid yang dilindungi EMP dengan penjanaan kuasa di tapak di kemudahan infrastruktur kritikal.
• Membangunkan elektronik tahan EMP, seperti pengkomputeran optik dan memori nanotube karbon, yang kurang terdedah kepada serangan EMP.
• Termasuk senario perancangan EMP-serangan dalam latihan kesediaan kecemasan. Dengan merancang akibat serangan EMP, komuniti dapat membangunkan rancangan dan langkah -langkah untuk mengekalkan perkhidmatan penting.

Sumber: Analisis Kos: Melindungi Grid dan Elektronik dari EMP - Kesediaan Domestik

Untuk memulihkan kuasa untuk pelbagai kecemasan, perancangan daya tahan yang komprehensif adalah penting. Teknologi semasa boleh melindungi grid, hanya memerlukan kepimpinan dan pelaburan untuk mengurangkan kelemahan.

Kepimpinan untuk menyelesaikan masalah grid elektrik akan datang dari pentadbiran yang masuk. Memandangkan majoriti infrastruktur penting negara -seperti sistem perbankan, penjagaan kesihatan, pengangkutan, dan komunikasi -dimiliki oleh sektor swasta, ia bergantung kepada grid. Pelaburan bersama, perkongsian sektor awam-swasta yang kukuh, dan kerjasama dalam penyelidikan, pembangunan, dan prototaip semua diperlukan untuk mencari jawapan.

Kerjasama sedemikian mesti melibatkan usaha yang lebih cepat untuk membiayai dan membangunkan teknologi inovatif yang dapat melindungi utiliti dari lonjakan elektromagnet buatan manusia atau semulajadi, perkakasan dan perisian rangkaian Scada yang lebih selamat dari cyberattacks, dan meningkatkan keselamatan fizikal grid.

Pelaburan dalam memelihara tamadun adalah berbaloi, walaupun anggaran kos berbeza -beza. Memandangkan lebih ramai orang menjadi sedar tentang landskap ancaman yang tidak menentu dan akibat tidak bertindak, terdapat peningkatan keperluan untuk melindungi grid. Kesedaran yang tinggi ini menunjukkan keperluan untuk bertindak dengan cepat dan mandat untuk menyokong pentadbiran yang masuk.

Atas ialah kandungan terperinci Memperbaharui mandat untuk melindungi grid tenaga. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!