A robustez das infraestruturas urbanas em situações de crise depende principalmente de um fornecimento estável de energia. Este é um desafio particular ao planejar futuras redes inteligentes que terão que lidar com condições voláteis de qualquer maneira. As redes inteligentes não são apenas caracterizadas pela interação de muitos componentes, eles são cada vez mais controlados automaticamente e, portanto, ainda mais vulnerável a ataques cibernéticos ou desastres naturais. Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) trabalham no aprimoramento específico e sustentável da resiliência da rede.

"Aumentar o controle de nosso fornecimento de energia por meio de tecnologias de informação e comunicação resulta em uma vulnerabilidade maior, "explica Sadeeb Simon Ottenburger, cientista do Instituto de Tecnologias Nucleares e Energéticas do KIT (IKET). A troca de dados por meio de sistemas paralelos de informação e comunicação é um requisito para sistemas descentralizados, com base na demanda, e fornecimento de energia economicamente eficiente por futuras redes inteligentes. Ao manipular esses dados, os hackers podem mudar os números da demanda e outros valores hoje e, portanto, causar uma suposta sobrecarga da rede ou desligar os componentes que deveriam fornecer energia. "Em teoria, tudo pode ser hackeado, ", diz o especialista. Um ataque na Ucrânia em dezembro de 2015 mostra o que isso significa. Causou um apagão total.

Em vista de possíveis ataques cibernéticos, mas também outras situações de crise, como terremotos ou fortes chuvas, Ottenburger trabalha em uma estratégia preventiva que já considera os riscos na fase de planejamento e está prevista para ser implementada no sistema de gestão de energia. Esta estratégia deve funcionar em tempo real e não apenas em caso de apagão, mas também sob condições de falta de energia, os chamados brownouts. O trabalho do matemático se concentra em duas alavancas. Em primeiro lugar, a topologia da grade pode ser escolhida de forma que resultem em graus de liberdade. Deve ser baseado em microrredes, ou seja, muitas pequenas ilhas que podem fornecer energia independentemente umas das outras. Como resultado, é possível distribuir infraestruturas críticas para diferentes micro-redes. Essa subgrid, por exemplo, assegurou o fornecimento de energia a um hospital universitário após o terremoto em Fukushima.

Outros graus de liberdade resultam da configuração dos componentes de distribuição de energia dentro de uma microrrede, ou seja, dos produtores, sistemas de armazenamento, e os sistemas de informação e comunicação. A topologia de uma rede inteligente baseada em microrredes e a configuração dessas redes individuais devem ser usadas como uma variável em um modelo de simulação. O modelo será aplicado para simular cenários de blecaute para cidades em condições de mudança de quadro e levando em consideração a situação em outras infraestruturas críticas. “Abrimos um novo campo de pesquisa energética no KIT e desejamos aumentar a resiliência dos espaços urbanos com nosso modelo, "Ottenburger diz.

O modelo de simulação será desenvolvido em cooperação com o Centro de Gestão de Desastres e Tecnologia de Redução de Risco (CEDIM) com base em dados locais de Karlsruhe. No CEDIM, uma instituição de pesquisa interdisciplinar do KIT, 16 institutos cooperam na área de gestão de desastres. Eles desenvolvem ferramentas e tecnologias que ajudam a analisar, identificar mais cedo, e lidar melhor com os riscos naturais e causados ​​pelo homem.