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Scada in a cloud-based architecture

Author(s): Areias, Miguel Osório

Date: 2013

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/10329

Origin: Repositório da Universidade de Lisboa

Subject(s): SCADA; Rede eléctrica inteligente; Computação em nuvem; Teses de mestrado - 2013


Description

Uma rede elétrica inteligente (Smart Grid) transforma a maneira como a energia é distribuída e utilizada, adicionando inteligência ao longo da rede para reduzir drasticamente interrupções e falhas, gerindo a procura, actual e futura, aumentando a eficiência e gestão de custos. Para fazer isso, a Smart Grid utiliza sensores, controladores digitais e ferramentas analíticas para monitorar e automatizar o fluxo e entrega de energia aos consumidores, permitindo um fluxo bidireccional de energia elétrica e de informações entre o comando central e os aparelhos do terreno, distribuídos geograficamente. Através de redes inteligentes, também é possível incorporar novas energias sustentáveis, como eólica e solar, e integrar fontes de energia distribuídas, ou veículos elétricos. Para apoiar este novo paradigma, as redes inteligentes vão impulsionar um amplo uso de sensores na rede com maior inteligência, aperfeiçoamento da eficiência energética e resposta à procura. Todos esses equipamentos na rede vão exigir um poder de computação substancialmente maior para controlo e gestão. Neste ambiente exigente, a computação em nuvem poderá proporcionar benefícios relevantes a nível de custos. Através de uma computação em nuvem é possível disponibilizar informação em tempo-real ao utilizar/consumidor dando-lhe a possibilidade de compreensão de como a energia é consumida e o que deve fazer para opimizar esse consumo. Por outro lado, o fornecimento de informação sobre os benefícios energéticos e incentivo ao consumo em determinados períodos do dia pode desencadear ajustes de consumo e, por conseguinte, reduzir a procura durante os períodos de pico de utilização. Relativamente à eficiência energética, o uso de computação em nuvem permite reduzir o poder computacional dos centros de dados através de uma gestão eficiente, aumentando a eficiência dos servidores, fontes de alimentação e sistemas de refrigeração. No entanto, os riscos associados a uma migração de actividades críticas para um ambiente de computação em nuvem podem ser inaceitáveis. Com este trabalho vamos avaliar o risco a que uma rede elétrica inteligente está exposta e o impacto, a nível financeiro, de continuidade de negócio ou de reputação para uma organização face à perda de qualquer um dos principais atributos de segurança (confidencialidade, integridade e disponibilidade). Com base nos resultados anteriores, e considerando a crescente necessidade computacional e de armazenamento de uma rede elétrica inteligente, vamos propor uma nova arquitectura baseada na computação em nuvem.

A Smart grid transforms the way the power is distributed and used, adding intelligence throughout the grid to dramatically reduce outages and faults, handles current and future demand, increases efficiency and manage costs. To do this, a Smart Grid uses sensors, digital controls and analytic tools to automate, monitor the flow and delivery of energy to consumers. In addition, Smart Grid enables a two-way flow of electricity and information between the end-points and the appliance. Through Smart Grids it is also possible to incorporate new sustainable energies such as wind and solar generation, and interacts locally with distributed power sources, or plug-in electrical vehicles. To support this new paradigm, Smart grids will boost a widespread use of intelligence data sensors on the grid improving both energy efficiency and demand response. All those equipments will require substantial computing power for controlling and managing. In this scenario, clouds computing will provide substantial cost benefits. Using real-time information through cloud computing gives to the consumer the possibility of understanding how energy is consumed and what they can do to improve it. Expectatively, the real-time feedback on energy consumption should help to improve the consumer’s behaviour. On the other hand, on the utility side, providing information about benefits, can foster incentives for consumption adjustments and, as a result, reduce demand during peak usage periods. Concerning energy efficiency, using clouds allows us to reduce the computational power of data centers through efficient application management, increasing the efficiency of servers, power supplies and cooling systems. However, the risks incurred by the migration of such critical activities to an unprotected cloud environment would be unacceptable. In our work we will assess the risk that a Smart Grid is exposed and the impact, in financial, business continuity and reputation levels, for an organization due to the loss of any of major security attributes (confidentiality, integrity and availability). Based on the previous results and the need for scalability, underlying of a Smart Grid evolution, is then proposed an architecture based on cloud computing.

Tese de mestrado em Segurança Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013

Document Type Master thesis
Language English
Advisor(s) Costa, António Casimiro Ferreira da, 1968-; Bessani, Alysson Neves, 1978-
Contributor(s) Areias, Miguel Osório
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