El ritmo vertiginoso de la electrificación social es alentador desde una perspectiva climática.Pero la transición de los combustibles fósiles a fuentes renovables como el viento presenta nuevos riesgos que aún no se comprenden del todo.

Investigadores de Concordia e Hydro-Québec presentaron unnuevo estudiosobre el tema en Glasgow, Reino Unido, en laConferencia internacional IEEE 2023 sobre tecnologías informáticas, de control y de comunicaciones para redes inteligentes(SmartGridCom).Su estudio explora los riesgos de los ciberataques que enfrentanparques eólicos marinos.En concreto, los investigadores consideraronparques eólicosque utilizan conexiones de corriente continua de alto voltaje (VSC-HVDC) de convertidor de fuente de voltaje, que se están convirtiendo rápidamente en la solución más rentable para recolectarenergía eólica marinaalrededor del mundo.

"A medida que avanzamos en la integración de las energías renovables, es imperativo reconocer que nos estamos aventurando en un territorio inexplorado, con vulnerabilidades y amenazas cibernéticas desconocidas", dice Juanwei Chen, Ph.D.Estudiante del Instituto Concordia de Ingeniería de Sistemas de Información (CIISE) de la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Gina Cody.

"Los parques eólicos marinos están conectados a la red eléctrica principal mediante tecnologías HVDC. Estos parques pueden enfrentar nuevos desafíos operativos", explica Chen."Nuestro objetivo es investigar cómo estos desafíos podrían intensificarse medianteamenazas cibernéticasy evaluar el impacto más amplio que estas amenazas podrían tener en nuestra red eléctrica".

Doctorado en Concordia.El estudiante Hang Du, el profesor asociado de CIISE Jun Yan y el decano de la escuela Gina Cody, Mourad Debbabi, junto con Rawad Zgheib del Instituto de Investigación Hydro-Québec (IREQ), también contribuyeron al estudio.Este trabajo es parte de un amplio proyecto de colaboración de investigación en el que participan el grupo del Prof. Debbabi y el grupo de investigación en ciberseguridad IREQ dirigido por la Dra. Marthe Kassouf y en el que participa un equipo de investigadores entre los que se encuentra el Dr. Zgheib.

Sistemas complejos y vulnerables

Los parques eólicos marinos requieren más infraestructura cibernética que los parques eólicos terrestres, dado que los parques marinos suelen estar a decenas de kilómetros de la tierra y funcionan de forma remota.Los parques eólicos marinos necesitan comunicarse con los sistemas terrestres a través de una red de área amplia.Mientras tanto, las turbinas también se comunican entre sí y con los buques de mantenimiento y los drones de inspección.

Esta compleja arquitectura de comunicación híbrida presenta múltiples puntos de acceso para ciberataques.Si actores malintencionados pudieran penetrar la red local de la estación convertidora en el lado del parque eólico, podrían manipular los sensores del sistema.Esta manipulación podría dar lugar a la sustitución de datos reales por información falsa.Como resultado, las perturbaciones eléctricas afectarían al parque eólico marino en los puntos de acoplamiento comunes.

A su vez, estas perturbaciones podrían provocar oscilaciones de energía mal amortiguadas en los parques eólicos marinos cuando todos los parques eólicos marinos están generando su máxima producción.Si estas perturbaciones eléctricas inducidas cibernéticamente son repetitivas y coinciden con la frecuencia de las oscilaciones de energía mal amortiguadas, las oscilaciones podrían amplificarse.

Estas oscilaciones amplificadas podrían luego transmitirse a través del sistema HVDC, alcanzando potencialmente y afectando la estabilidad de la red eléctrica principal.Si bien los sistemas existentes suelen tener redundancias integradas para protegerlos contra contingencias físicas, dicha protección es poco común contra violaciones de seguridad cibernética.

Más información:Juanwei Chen et al, Un ataque a la integridad de los datos dirigido a parques eólicos marinos conectados a VSC-HVDC,Conferencia internacional IEEE 2023 sobre tecnologías de comunicaciones, control y computación para redes inteligentes (SmartGridComm)(2023).DOI: 10.1109/SmartGridComm57358.2023.10333872