Quatre tendances illustrant la complexité des tests de protection
Les systèmes de protection subissent des transformations importantes. Les entreprises industrielles et compagnies d’électricité se modernisent avec des dispositifs électroniques intelligents (IED) qui offrent plus de fonctions que jamais. Des systèmes de contrôle et de protection (PC) des postes électriques, conformes CEI 61850, et des sources d’énergie provenant d’énergies renouvelables avec onduleurs, sont mis sur le réseau chaque jour. Les investissements dans les systèmes de protection numérique produisent des avantages tangibles dans le monde entier, mais les cyberattaques sophistiquées, les nouvelles technologies et les mandats de conformité réglementaire entravent les activités des ingénieurs et des techniciens.
Voici quatre tendances que les services d’électricité doivent garder à l’esprit, nécessitant de nouveaux angles d’approche, outils et compétences.
1. L’essor des énergies renouvelables.
Les énergies éolienne et solaire ont un impact croissant sur le réseau. Les nouvelles caractéristiques de défaut, introduites par les énergies renouvelables, perturbent l’ingénierie des systèmes de protection conventionnels et la rigueur des tests. Le personnel doit développer des connaissances pratiques des nouvelles normes technologiques, interpréter efficacement les analyses pour adapter les approches autour de nouveaux concepts et mettre en œuvre de nouvelles stratégies.
Les équipes de test et les ingénieurs peuvent surmonter les complexités avec des systèmes de gestion d’équipements et des tests de protection qui mettent l’accent sur la constance, tout en conservant les anciennes méthodologies de travail. Le personnel est stimulé lorsque les données de paramètres et d’autres informations essentielles à la tâche en cours sont disponibles dans les installations où les énergies renouvelables et les systèmes d’automatisation des postes électriques sont mis en ligne.
2. Préoccupations croissantes en matière de cybersécurité.
Des cyberattaques sur l’infrastructure critique du réseau se produisent chaque jour. Des services d’électricité repoussent des dizaines de milliers de tentatives d’incursions par code malveillant chaque mois, et ce ne sont plus des cas isolés. La fréquence des attaques augmente à mesure que les criminels développent leurs compétences et déploient de nouvelles méthodes pour générer des menaces. Les pirates sont hautement qualifiés et peuvent découvrir, apprendre et s’adapter aux défenses d’une organisation.
La cybersécurité est l’une des plus hautes priorités dans tous les aspects des tests de protection. Les relais de protection modernes sont des équipements informatiques qui doivent être testés périodiquement, mais ces opérations peuvent introduire par inadvertance des logiciels malveillants dans les réseaux de postes électriques. Les mesures de sécurité protégeant les ordinateurs sur site fournis par l’entreprise, aussi appelés « équipements informatiques transitoires », peuvent empêcher le transfert de code malveillant dans les relais et autres équipements de poste électrique pendant les tests. Malheureusement, ces mesures apportent des contraintes réduisant potentiellement l’efficacité des opérations.
La cybersécurité peut être transparente pour les effectifs lorsque les outils qu’ils utilisent intègrent les contrôles et les protocoles avec efficacité. Les infrastructures numériques, telles que les systèmes de protection des services d’électricité, doivent être défendues contre les cyberattaques coordonnées, et des mesures préventives doivent être instaurées pour lutter contre les risques de défaillances en cascade. Les paramètres et données de configuration, associés aux relais et autres équipements informatiques, peuvent être sécurisés pendant les activités de maintenance avec des ordinateurs sur site protégés préservant l’isolement des réseaux de postes électriques du trafic Internet. La formation continue des effectifs, renforçant les nouvelles attentes à l’égard du personnel, place les services d’électricité dans une position particulièrement favorable pour défendre le réseau contre les entités malveillantes, mener en toute sécurité des tests de mise en service et de maintenance, et maximiser le rendement des investissements numériques.
3. Formations adéquates en disponibilité limitée.
Une main-d’œuvre bien formée n’a jamais été aussi cruciale, mais les approches en matière de formation, dans les environnements industriels et des compagnies d’électricité, sont parfois complexes et pas toujours systématiques. Les instructions sur la théorie des systèmes de protection, les applications et les concepts de test peuvent provenir de fabricants de relais et d’équipements de test, mais aussi de ressources en interne ou de formations de courte durée organisées dans l’industrie. Développer ses connaissances lorsque le temps et les budgets sont limités équivaut à optimiser l’apprentissage avec les moyens à disposition, puis à comprendre de manière empirique.
Par exemple, les postes électriques numériques conformes CEI 61850 introduisent des concepts et des situations que les effectifs doivent prendre en compte afin de mettre en service et de maintenir des systèmes de protection sur des topologies de type Ethernet. Ils doivent discerner les anomalies du réseau comme étant attribuables aux conditions, au trafic de données corrompues, voir aux appareils eux-mêmes. Ils doivent également réaliser une veille technologique à propos de l’automatisation et de la protection des postes électriques pour gérer les impacts des énergies renouvelables basées sur les onduleurs, de la cybersécurité renforcée et d’autres initiatives de modernisation.
Alors que l’industrie électrique attire de nouveaux collaborateurs, l’instauration de formations d’effectifs sur le plan stratégique est le strict minimum. Les formations sur le plan stratégique tiennent compte dès le départ des résultats d’apprentissage attendus et placent les responsables dans une meilleure position pour perfectionner les compétences de leurs équipes.
4. Conformité aux normes réglementaires.
Les normes NERC Protection and Control (PRC) concernent la fiabilité des performances des systèmes de protection des services d’électricité sur le réseau électrique interconnecté nord-américain. Se conformer à ces normes peut être un véritable casse-tête pour les services d’électricité en raison de la variété des enregistrements et des données de relais qui peuvent être trouvés dans différents systèmes et formats.
Les pratiques de test des relais et la maintenance des relais elle-même peuvent nuire à la fiabilité en étant à l’origine d’erreurs de fonctionnement. Parmi les problèmes les plus courants, on peut noter la mauvaise application des paramètres à l’équipement relais pendant la maintenance, ou encore le mauvais calcul des paramètres dès le départ. En vertu de la norme « NERC PRC-004-6 – Détection et correction des fonctionnements incorrects dans les systèmes de protection », les entités déclarantes disposent d’un délai de 120 jours pour identifier et signaler aux autres propriétaires de systèmes de protection concernés si leurs composants de systèmes de protection ont été à l’origine d’un mauvais fonctionnement. En outre, ils doivent élaborer et mettre en œuvre un plan d’action correctif pour éviter que de telles pannes d’équipement ne se reproduisent.
La norme NERC PRC-027-1, entrée en vigueur le 1er avril 2021, traite des dysfonctionnements du système de protection susceptibles de se produire en raison de paramètres incorrects de relais et d’opérations devenant hors séquence en raison de changements progressifs dans les niveaux de défaut du système. Cette norme exige des entités déclarantes qu’elles justifient les processus formels de développement et de révision des paramètres, et qu’elles effectuent des études continues pour préserver et contrôler la coordination du système. La NERC recherche une certaine constance dans les pratiques des ingénieurs en protection, lors du calcul des paramètres de relais. Elle souhaite s’assurer que les calculs effectués lors des études de coordination utilisent des valeurs de paramètres correctes. Par ailleurs, les services d’électricité doivent fournir la preuve qu’une communication proactive a eu lieu, avec les propriétaires d’installations reliées électriquement, concernant chaque ajout ou révision de paramètres affectant la coordination du système.
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L’évolution des tests de protection sera considérablement affectée par ces quatre tendances. Les collaborateurs vont être confrontés à des exigences et à des opérations supplémentaires lorsqu’ils feront face aux impacts des tendances sur leurs organisations. Il est temps que les services d’électricité prennent des mesures pour réduire les risques et préparent l’avenir.
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