Защита энергетического сектора национальной инфраструктуры США в условиях террористической угрозы ч2Капитан 1 ранга Н. Башкиров, В первой части статьи* была раскрыта сущность энергетического сектора (ЭС) США, рассмотрены наиболее уязвимые объекты, основные источники угроз, приведен методологический подход к оценке рисков и угроз электроэнергетической системы (ЭЭС), дан перечень документов, нацеленных на защиту национальной критической инфраструктуры. Кроме того, были перечислены мероприятия, направленные на защиту критически важных объектов (КВО), а также НИОКР по повышению устойчивости функционирования и степени защищенности ЭЭС. В "Плане защиты национальной инфраструктуры" 2013 года выделено 12 направлений НИОКР по повышению устойчивости функционирования и степени защищенности ЭЭС. Работы организованы в рамках программы повышения надежности систем электроснабжения объектов государственной инфраструктуры (Electric Delivery and Energy Reliability Research and Development - EDERRD) министерства энергетики (МЭ) США. Основные усилия сосредоточены на решении следующих вопросов: Наиболее значимыми примерами развернутых обширных исследований в области защиты ЭЭС от террористической угрозы могут быть следующие: Всего в 2014 году в США осуществлялось более 170 программ, связанных с НИОКР, и других мероприятий по повышению защищенности ЭЭС и способности ее к быстрому восстановлению после аварий. В работе по исследованию защищенности американских энергетических сетей от террористических атак, выполненной по запросу МВБ АН США, результаты которой были опубликованы в 2012 году, выделены отдельные сферы НИОКР, направленные на снижение уязвимости ЭЭС США для террористических атак. По мнению американских специалистов в области энергетики, приоритетные направления НИОКР по созданию нового оборудования ЭЭС должны быть связаны с разработкой: Согласно экспертным оценкам, в предстоящие 10 лет вероятность масштабной террористической атаки на ЭЭС США составляет 1% и она может причи- Одним из важных исследовательских подразделений МЭ является подразделение агентства по перспективным исследованиям в области энергетики ARPA-E (Advanced Research Projects Agency-Energy), созданное специальным решением конгресса США в 2007 году (начало функционировать с 2009-го). В 2013 году через ARPA-E финансировалось уже 258 таких проектов в сфере энергетики, окружающей среды и национальной безопасности. Активно решается проблема обеспечения ситуационной осведомленности о состоянии ЭЭС в реальном масштабе времени и полноценной возможности изменения рабочих параметров системы в зависимости от условий ее функционирования путем проведения самодиагностики и восстановления электроснабжения потребителей в автоматизированном режиме при аварийных отключениях. Уже к настоящему времени достигнут значительный прогресс в оценке состояния этой электроэнергической системы в реальном масштабе времени, что способствует повышению надежности и устойчивости ее функционирования. Одним из результатов реализации нормативных актов в данной области стала разработка системы анализа и мониторинга состояния ЭЭС Соединенных Штатов "Игл-1" (EAGLE-1 -Environment for Analysis of Geo-Located Energy Information). Она представляет собой программу на основе WEB- и ГИС-технологий, обеспечивающую сбор и отображение информации в реальном масштабе времени о состоянии ЭЭС в масштабе всей страны, которая охватывает 75% всех потребителей электроэнергии в США. "Игл-1" - один из наиболее широко используемых инструментов в ходе реагирования на кризисы и ликвидации последствий аварий и других негативных воздействий на ЭЭС. В федеральных органах власти эта система имеет более 800 пользователей. Система мониторинга состояния ЭЭС в реальном масштабе времени позволяет выявить актуальные и потенциальные угрозы и риски функционированию объектов и оборудования ЭЭС. По сути, создана национальная система оценки оперативной обстановки в области электроэнергетики. Принципиально новым шагом в этом направлении стало широкое внедрение усовершенствованной системы непрерывной оценки состояния ЭЭС на основе системы мониторинга переходных режимов (Wide Area Management System - WAMS). Синхронизированные векторные измерения по всей энергосистеме проводятся на основе меток времени навигационной GPS-системы с использованием приборов PMU (Phasor Measurement Unit). В отличие от традиционных систем дистанционного мониторинга SCADA измерения от PMU синхронизированы по времени через GPS, точность их выше и поступают они в пункты сбора информации PDC (Phasor Data Concentrator) тысячами срезов в секунду, тогда как первые принимают один срез в несколько секунд. Размещенные в крупных узлах энергосистемы, приборы PMU вместе со SCADA-системой образуют систему WAMS. Осуществляя сбор информации, ее обработку и оперативную поддержку, WAMS значительно расширяет возможности SCADA-системы, позволяет обновлять информацию о состоянии энергосистемы в РМВ и ее оперативное отображение с целью повышения степени безопасности и надежности функционирования ЭЭС. Использование PMU увеличивает точность измерений и надежность получаемых оценок, улучшает степень наблюдаемости состояния ЭЭС, а также позволяет повысить эффективность работы операторов этих систем. Исследования по кибербезопасности ЭЭС проводятся в основном в трех национальных лабораториях: Айдахо, Сандиа и Тихоокеанской северо-западной (Pacific Northwest). По инициативе лаборатории Сандиа создан инженерный научно-исследовательский институт кибербезопасности (Cyber Engineering Research Institute - CERI), тесно сотрудничающий с производителями оборудования для ЭЭС. Для предотвращения и обнаружения кибератак на объекты ЭЭС в настоящее время широко используется компьютерная программа SMDS (Software Management and Documentation Systems SMDS), которая интегрируется с системами дистанционного контроля и сбора данных SCADA. На основе SMDS развертывается система защиты сети с использованием межсетевых экранов, "демилитаризованных зон" (DMZ), тоннелей VPN и др., что позволяет также обнаруживать атаки и вторжения с помощью системы IDS (Intrusion Detection Systems). Для предотвращения инсайдерских атак (саботажа и сговора сотрудников с террористами) Национальная лаборатория Сандия совместно с фирмой "Локхид-Мартин" занимается разработкой системы доступа для операторов системы управления энергосетями, основанной на постоянном контроле биометрических данных (пульс, дыхание, давление, температура тела и др.) в процессе сеанса человека с компьютером. МЭ США во взаимодействии с Национальным институтом стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) и Североамериканской корпорацией по обеспечению надежности электросетей (North American Electricity Reliability Corporation) разработало стандарты по кибербезопасности ЭЭС, а также руководство по реализации мер по повышению защищенности ЭЭС от киберугроз. В целях автоматизации обмена информацией между государственным и частным секторами развернуты две программы анализа киберугроз в масштабе времени, близком к реальному: ТАХИ (Trusted Automated eXchange of Indicator Information) и CRISP (Cybersecurity Risk Information Sharing Program). Кроме того, в 2011-2014 годах специалистами этого министерства была разработана модель оценки эффективности мероприятий по наращиванию возможностей в сфере кибербезопасности ЭЭС С2М2 (Cybersecurity Capability Maturing Model - C2M2). Созданы два центра информационного анализа (Information Sharing and Analysis Centers - IS AC). Наряду с этим ведутся обширные НИОКР в сфере кибербезопасности ЭЭС. Важную роль в обеспечении кибербезопасности играет организация взаимодействия данных центров с координационным советом энергетического сектора (Electricity Sub-Sector Coordinating Council - ESCC) и Национальным центром кибербезопасности и интеграции систем связи (National Cybersecurity and Communications Integration Center -NCCIC), развернутым в составе МВБ, а также с органами власти: федеральными, уровня штатов и местными. Взаимодействие с разведывательным сообществом страны по защите ЭЭС от киберугроз осуществляется через совместное подразделение расследований в сфере кибербезопасности (National Cyber Investigative Joint Task Force -NCIJTF), а также систему кибермонито-ринта ФБР "Си Уотч" и др. В 2011 году был разработан документ "Дорожная карта достижения кибербезопасности электроэнергетических систем", согласно которому к 2020-му должна быть обеспечена защищенность от кибератак с сохранением всех основных функций ЭЭС США. В настоящее время развиваются две программы по повышению устойчивости функционирования ЭЭС, связанные с применением высоковольтных трансформаторов: По мнению американских экспертов, количество запасных трансформаторов, несмотря на принимаемые меры, недостаточно для ликвидации последствий возможной масштабной террористической атаки на критически важные объекты ЭЭС США. С 2010 года по инициативе Североамериканского совета по надежности в электроэнергетике (North American Electric Reliability Corporation - NERC) развернута программа SPE (Spare Parts Effort) по созданию и ведению единой базы данных запасных частей и резервного оборудования ЭЭС SED (Spare Equipment Database), на производство и замену которых необходимо не менее шести месяцев. В ней участвует более 1 100 производителей оборудования. Национальной лабораторией энергетических технологий реализуются более 60 программ НИОКР в сфере создания компонентов для интеллектуальных электросетей, таких как высокотемпературные сверхпроводящие материалы, аккумуляторы электроэнергии и др. МЭ инициировало программу предоставления грантов для финансирования проектов по созданию интеллектуальных электроэнергетических сетей (Smart Grid Investment Grant, SGIG), учитывая высокую стоимость их интеграции с обычными электросетями. По этой программе в США в настоящее время финансируется более 99 таких проектов общей стоимостью 7,9 млрд долларов (3,4 млрд - федеральные гранты и 4,5 млрд - частные организации). Подчеркивается наличие повышенных требований к обеспечению кибербезопасности подобных сетей с учетом высокой степени их компьютеризации, широкого использования микропроцессорной техники и программных средств на основе WEB- и "облачных" технологий, беспроводных систем связи с увеличенным количеством точек доступа. По степени внедрения интеллектуальных электросетей лидируют два штата - Техас и Калифорния. Под микросетью электроснабжения понимается конгломерация малых источников генерации и потребителей электроэнергии, функционирующая как единое целое и интегрированная в общую, более крупную энергосистему. Она должна быть способна функционировать изолированно от общей сети, как "остров", и, возможно, обеспечивать также теплоснабжение, обладать системами аккумулирования электроэнергии и др. Как правило, работа микросетей электроснабжения основана на использовании возобновляемых источников энергии - солнечной, гидроэнергии и энергии ветра. В настоящее время Национальная лаборатория Сандиа осуществляет совместный проект министерств обороны и энергетики по созданию 25 микросетей электроснабжения объектов военной инфраструктуры на территории США SPIDERS (Smart Power Infrastructure Demonstration for Energy Reliability and Security) с объемом финансирования 30 млн долларов. Причем 90% электроэнергии должно вырабатываться за счет использования возобновляемых источников энергии. О технологических достижениях в области создания микросетей свидетельствует следующих факт. Калифорнийским университетом Сан-Диего развернута микросеть, оборудование которой занимает площадку размером с теннисный корт. Она способна обеспечить 92% потребностей в электричестве и 95% в теплоснабжении городка, насчитывающего 450 зданий, с численностью населения 45 тыс. человек, причем на основе возобновляемых источников энергии. Расходы на создание этой микросети не превысили 10 млн долларов, а ежемесячная экономия от ее использования составляет не менее 800 тыс. По оценкам МЭ, на территории США в 2007 году функционировало более 12 млн генераторов микросетей общей мощностью 200 ГВт. В первую очередь микросети используются для электроснабжения критически важных объектов инфраструктуры - военных объектов, аэропортов, центров телекоммуникаций, госпиталей и др. Можно привести следующий пример, свидетельствующий об ориентации на развитие микросетей. В 2011 году в Калифорнии был принят закон, согласно которому к 2020 году 33% электроэнергии должно вырабатываться за счет использования возобновляемых источников энергии. В ближайшей перспективе возможно принятие конгрессом нового законодательного акта по защите ЭЭС страны, а также ряда законов по обеспечению кибербезопасности инфраструктуры. Всего на рассмотрение конгресса внесено до 12 законодательных инициатив. Среди них проекты законов: Варианты развития ЭЭС США и ее перспективный облик связаны со степенью централизации (децентрализации) сетей снабжения и интегрированности систем управления ими. При децентрализованном подходе к построению архитектуры ЭЭС могут быть следующие варианты ее конфигурации: электроснабжение на уровне отдельных потребителей; системы электроснабжения зданий; распределенная система генерации; система электроснабжения с полной интеграцией системы управления. Как показали исследования на компьютерных моделях, только децентрализованная система с полностью интегрированной системой управления может гарантировать наибольшую надежность и устойчивость функционирования одновременно с наибольшей эффективностью потребления и экологичностью. Возможен и централизованный подход на основе средств автоматизации управления электроэнергетической системой, который способен обеспечить прогнозирование возможных проблем с электроснабжением и автоматически перестраивать свою конфигурацию. Данный вариант позволит наиболее эффективно использовать все ресурсы, что особенно актуально для густонаселенных урбанизированных районов. Таким образом, военно-политическое руководство США считает, что в современных условиях безопасность американского государства и общества в значительной мере определяется надежностью и устойчивостью функционирования энергетического сектора страны. Сбои в работе ЭЭС и отключения электроснабжения, даже в обычных условиях функционирования этой системы (при отсутствии нападений террористов на ее объекты), наносят значимый ущерб экономике США, оцениваемый в более чем 100 млрд долларов ежегодно. Согласно выводам американских специалистов, ЭЭС страны уязвима и не защищена от множественных одновременных и масштабных атак террористов. Результатом таких спланированных действий может стать отключение электроснабжения регионального масштаба с длительностью восстановления не менее одного месяца. "Энергетический терроризм" воспринимается в качестве одной из главных угроз стабильности функционирования ЭЭС. В противостоянии этой угрозе выделяются аспекты физической защищенности и кибербезопасности. Американская администрация считает, что безопасность национальной ЭЭС может быть обеспечена только на базе всеобъемлющего, комплексного, стратегического подхода с учетом управления рисками. Ожидается значительное изменение облика электроэнергетической системы США за счет применения интеллектуальных электросетей, микросетей, распределенной системы генерации, а также более расширенного использования возобновляемых источников энергии и других передовых технологий. Террористическая угроза является одним из немаловажных факторов, стимулирующих развитие электроэнергетики США. Она заставляет расширять сферы и масштабы НИОКР, увеличивать привлечение финансовых и других ресурсов для достижения качественно нового уровня защищенности, надежности и устойчивости функционирования систем электроснабжения страны. Уже сегодня в основном удалось решить эти проблемы применительно к электроэнергетической системе США, тогда как до 2013 года метеоусловия и ненадежное функционирование систем защиты ЭЭС от перегрузок были основными причинами аварийных отключений.
* Начало см.: Зарубежное военное обозрение. - 2016. - № 11. - С. 29-36. Зарубежное военное обозрение. 2016, №12 С. 30-37 Смотрите также | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Просмотров: 5177 | | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Всего комментариев: 0 | |