Het digitale substation heeft veel belangrijke problemen opgelost. Procesbusarchitecturen hebben minder koperen bedrading nodig. IEC 61850 verbeterde interoperabiliteit. De samenvoeging van eenheden bracht veldgegevens dichter bij het punt waarop beslissingen worden genomen.
Toch beheren veel nutsbedrijven nog steeds tientallen beveiligings- en besturingsapparaten verspreid over een onderstation. Elk van deze apparaten heeft een levenscyclus. Het moet worden ontworpen, geconfigureerd, getest, gedocumenteerd, gepatcht, bewaakt en uiteindelijk worden vervangen. Naarmate substations groter worden, neemt ook de hoeveelheid inspanning die nodig is om ze te beheren toe.
De meeste nutsbedrijven zijn niet op zoek naar een radicaal andere beschermingsfilosofie. Ze zijn op zoek naar een eenvoudigere manier om de infrastructuur die ze al vertrouwen op te schalen. Gevirtualiseerde beveiliging biedt een nieuwe oplossing voor die uitdaging. In plaats van beveiligingsfuncties te hosten op speciale apparaten, worden deze functies als software op gecentraliseerde computerplatforms uitgevoerd. De beschermingsbeginselen blijven hetzelfde. De normen blijven hetzelfde. Wat verandert is de manier waarop deze functies worden geïmplementeerd en onderhouden.
Hoe virtualisatie er in het veld uitziet
Stel u een nutsbedrijf voor dat een substation uitbreidt dat twintig jaar geleden werd gebouwd.
Bij een conventionele aanpak betekenen extra beveiligingsfuncties vaak extra hardware, extra bedrading en extra infrastructuur om deze te ondersteunen. Elk nieuw bedrijfsmiddel verhoogt de kosten tijdens de inbedrijfstelling en creëert een ander bedrijfsmiddel dat gedurende de komende twintig of dertig jaar moet worden onderhouden.
In een gevirtualiseerde architectuur gebeurt een groot deel van die uitbreiding met software in plaats van met extra fysieke infrastructuur. Dat neemt technisch werk niet weg. Ingenieurs moeten het systeem nog steeds configureren, valideren en testen, maar in plaats daarvan wordt het toevoegen van capaciteit minder afhankelijk van de toevoeging van fysieke apparatuur.
Het onderscheid lijkt misschien subtiel, maar het verandert de manier waarop moderniseringsprojecten worden benaderd. Na verloop van tijd verschuift het gesprek van „Welke nieuwe hardware hebben we nodig?” en in de richting van „Hoe willen we dat het systeem werkt?”
De echte besparingen liggen buiten het relaispaneel
Minder relais krijgen doorgaans de aandacht van nutsbedrijven, maar dat is slechts een deel van het verhaal. De grotere impact is het feit dat alles rondom die relais wordt beperkt: de panelen waarin ze zijn ondergebracht, de bekabeling die ze met elkaar verbindt, de fysieke ruimte die ze innemen en de levenscyclusinspanning die nodig is om ze te ondersteunen.
Eén extra relais maakt misschien niet veel uit, maar meestal doen vijftig dat wel.
Bewijsmateriaal van voorlopige gevirtualiseerde beveiligingsprojecten van Siemens weerspiegelt die bredere impact. Typische projectberekeningen die verband houden met SIPROTEC V, het virtuele beveiligingssysteem van Siemens, tonen tot 80% kostenbesparingen op koperkabels, tot 45% minder ruimte in de bescherming en controle van gebouwen, tot 25% kostenbesparingen op panelen en tot 20% kostenbesparingen tijdens de levenscyclus. Bovendien kan de uitvoering van projecten ook met maar liefst zes maanden worden versneld.
Deze cijfers zijn belangrijk omdat ze laten zien wat nutsbedrijven echt proberen te bereiken: meer capaciteit zonder een proportionele verhoging van de operationele lasten.
Modernisering vereist geen schone lei
Misschien wel het meest praktische aspect van virtualisatie is dat deze kan worden toegepast zonder de infrastructuur die al werkt, kapot te maken. Sommige nutsbedrijven gebruiken nog steeds conventionele onderstations die zijn gebouwd op basis van uitgebreide bekabelde architecturen. Anderen hebben al veel geïnvesteerd in digitale substations en procesbuscommunicatie. Greenfield-projecten staan voor een totaal andere reeks beslissingen. Virtualisatie past in elk van deze omgevingen, waardoor een geleidelijke evolutie van de architectuur van het substation mogelijk wordt.
In plaats van te vervangen, kunnen nutsbedrijven stapsgewijs gevirtualiseerde beveiliging invoeren naast de bestaande infrastructuur. Ze kunnen de prestaties eenvoudig valideren vóór een bredere implementatie en moderniseren in een tempo dat aansluit bij hun unieke operationele vereisten. Bestaande investeringen kunnen deel blijven uitmaken van de oplossing in plaats van er obstakels voor te worden.
Dit is misschien wel een van de grootste troeven van virtualisatie.
De infrastructuur voor nutsvoorzieningen evolueert in de loop van decennia. De technologieën die succesvol zijn, zijn zelden de technologieën die onmiddellijke vervanging van bestaande bedrijfsmiddelen vereisen. Dat zijn meestal degenen die naast bestaande systemen werken voordat ze geleidelijk de manier veranderen waarop die systemen worden gebouwd.
Meer software betekent niet minder engineering
Ingenieurs zijn vaak sceptisch wanneer virtualisatie aan de orde komt, en daar zijn goede redenen voor. Beveiligingssystemen beschermen kritieke infrastructuur. Nutsbedrijven hebben nog steeds deterministische prestaties, strenge tests en strenge cyberbeveiligingscontroles nodig. De verwachtingen worden niet minder veeleisend omdat software een grotere rol speelt. De verwachtingen worden in ieder geval hoger.
Wat verandert is de manier waarop met die vereisten wordt omgegaan.
Moderne gevirtualiseerde platforms centraliseren functies zoals updates, configuratiebeheer, back-up en herstel, bewaking en toegangscontrole. Cyberbeveiliging wordt onderdeel van de architectuur in plaats van apparaat voor apparaat aangesproken te worden.
Even belangrijk is dat veel gevirtualiseerde beveiligingsplatforms technici in staat stellen om vertrouwde workflows en hulpmiddelen te blijven gebruiken in plaats van een compleet nieuwe manier van werken af te dwingen. De invoering van technologie verloopt doorgaans veel sneller wanneer mensen niet alles hoeven achter te laten wat ze al weten.
Wat komt er daarna
Het belang van virtualisatie op lange termijn is niet dat er minder hardware nodig is. Het is omdat het nutsbedrijven meer vrijheid geeft bij de ontwikkeling van hun systemen. Zodra beveiligings- en besturingsfuncties zijn losgekoppeld van speciale hardware, krijgen nutsbedrijven meer flexibiliteit bij implementatie, testen, onderhoud en uitbreiding. Het wordt ook eenvoudiger om nieuwe toepassingen te introduceren die moeilijk te ondersteunen zouden zijn geweest in sterk gedistribueerde architecturen.
Dat is een van de redenen waarom discussies over gevirtualiseerde beveiliging elkaar steeds vaker overlappen met gesprekken over automatisering, geavanceerde analyses en kunstmatige intelligentie. Softwaregedefinieerde architecturen creëren mogelijkheden om nieuwe mogelijkheden dichter bij de plaats te brengen waar operationele beslissingen worden genomen, waaronder de integratie van geavanceerde AI-analyses. De instrumenten die we gebruiken om aan de groeiende vraag naar energie te voldoen, zullen blijven evolueren, maar uiteindelijk zullen de onderliggende uitdagingen dat niet doen.
Nutsbedrijven moeten tegelijkertijd uitbreiden, moderniseren en koolstofarm maken. Om dat met succes te doen, is meer nodig dan het toevoegen van infrastructuur. Daarvoor moeten manieren worden gevonden om het te vereenvoudigen. Gevirtualiseerde beveiliging biedt één manier om dat doel te bereiken: de capaciteit uitbreiden en tegelijkertijd de complexiteit verminderen die nodig is om dit te ondersteunen.
