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condiciones inestables. En este sentido, una estrategia de
detección y mitigación implementada a nivel de PDC es más
adecuada para proteger la aplicación WAMPAC basada en
HVdc en tiempo real. El PDC que controla una estación de
HVdc puede proporcionar la entrada para el controlador de
HVdc a través de una LAN, por lo que el PDC solo necesita conectarse a las señales de PMU y PDC remotas. Las
funciones de detección y mitigación pueden implementarse
en el PDC e integrarse con las funciones de alineación y
corrección temporales, minimizando así tanto el tiempo de
ejecución como el tiempo de transmisión de datos.
Un ejemplo de marco de detección y mitigación para aplicaciones WAMPAC basadas en HVdc se muestra en el gráfico 5. El PDC que controla la estación HVdc recibe y alinea
temporalmente el flujo de datos de PMU, para luego enviarlos al detector y al controlador. El detector puede funcionar
como función integrada en el PDC o como dispositivo independiente en paralelo con el PDC. Los algoritmos de detección y mitigación dentro del detector se basan únicamente en
flujos de datos PMU alineados temporalmente procedentes
de PDC y pueden ser independientes de otras funciones de
PDC. La salida del detector incluye el estado de detección
para cada muestra de datos con sello de tiempo. Si se detecta
que la muestra de datos está comprometida, el detector calculará una señal estimada para reemplazar la señal comprometida. En este punto, el selector de entrada funciona
como un interruptor de fuente de datos entre el PDC y el
controlador, cambiando a los datos estimados generados por
el detector solo bajo condiciones de ataque. Bajo condiciones normales, el selector de entrada no introducirá ningún
tiempo de demora. Bajo condiciones de ataque, ya que el
detector también proporciona señales estimadas, el detector
introducirá una breve demora para calcular las señales estimadas. El controlador WAMPAC basado en HVdc debe ser
capaz de responder al estado de detección y adaptarse a las
señales estimadas.

Método de detección WAMPAC
Los datos de PMU recogidos por el PDC que controla una
estación de HVdc pueden variar, ya que las diferentes aplicaciones WAMPAC pueden requerir diferentes señales de
PMU. Incluso para una sola aplicación WAMPAC, el controlador puede ser diseñado para utilizar diferentes tipos de
señales. Por ejemplo, WADC es una aplicación WAMPAC
típica que aprovecha la HVdc para amortiguar las oscilaciones interárea en sistemas energéticos interconectados a gran
escala. El WADC puede ser diseñado para utilizar las diferencias de ángulo de tensión entre dos barras remotas, así
como las diferencias de frecuencia de dos áreas. En este sentido, el algoritmo de detección puede ser desarrollado para
un conjunto particular de datos de PMU y un controlador
en particular, o puede ser diseñado para ser de aplicación
general en diversas aplicaciones y configuraciones de controladores. Lo ideal es que el algoritmo de detección responda a varios requisitos en cuanto a tiempo de ejecución,
mayo/junio 2019

flexibilidad de configuración y facilidad de implementación
y mantenimiento.
Aunque existe una gran variedad de métodos de detección para el análisis de puertos y tráfico de red desde la perspectiva de TI, los métodos basados en la física, similares a
los descritos anteriormente para las redes SCADA, son soluciones de detección potencialmente viables. Hay que considerar los métodos basados en la física existentes para las
aplicaciones WAMPAC, que generalmente están asociados a
uno de estos dos grupos: métodos basados en datos y métodos basados en modelos.
Los métodos de detección basados en datos emplean
principalmente algoritmos basados en el aprendizaje para
identificar patrones a partir de las cantidades físicas bajo
diversas condiciones de funcionamiento y luego detectar el
patrón anormal a partir de un flujo de datos en tiempo real.
Para entrenar el algoritmo, el detector debe disponer de un
conjunto de datos históricos que contengan los estados del
sistema tanto bajo condiciones normales como de ataque.
El detector puede entonces aproximar los datos de entrada
(por ejemplo, fasores de corriente y tensión, frecuencia) y
los datos de salida (por ejemplo, el estado de detección) utilizando sus funciones de activación incorporadas, aunque
no se proporcione el modelo del sistema. Una vez que el
algoritmo de detección ha sido entrenado adecuadamente,
puede ser utilizado para monitorear datos en tiempo real y
seguir entrenándose utilizando los datos más actualizados.
El rendimiento de los métodos basados en datos depende de
la selección de un conjunto de datos de entrenamiento y una
función de activación. Los datos bajo condiciones normales
son fáciles de recopilar, ya que tanto los sistemas de HVdc
simulados como los prácticos suelen funcionar bajo condiciones normales. Los datos bajo condiciones de ataque son
difíciles de recopilar en los sistemas prácticos de HVdc, en
gran medida debido a que los ciberataques son poco comunes y muy variados. En consecuencia, los métodos basados
en datos pueden ser difíciles de entrenar de forma confiable.
Los métodos de detección basados en reglas comprueban
la integridad de los datos de las cantidades físicas utilizando
las leyes físicas y la información del modelo de sistema disponible. Las reglas utilizadas para la detección pueden clasificarse en dos tipos: reglas de autoverificación y reglas de
verificación cruzada. Las reglas de autoverificación se pueden utilizar para verificar el rango razonable de cualquier
cantidad física. Las reglas de verificación cruzada se pueden utilizar para identificar valores anormales a partir de
un conjunto de valores redundantes. Debido a que un PDC
puede captar señales de múltiples PMU procedentes del
mismo circuito, las cantidades físicas medidas son inherentemente interdependientes y obedecen a leyes físicas, como
por ejemplo, las ecuaciones de circuitos. Estas leyes físicas
pueden servir para construir un conjunto de reglas a fin de
verificar la integridad de las señales PMU etiquetadas con el
mismo sello de tiempo. Por ejemplo, si todas las mediciones
de corriente en la estación HVdc están disponibles, podemos
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Table of Contents for the Digital Edition of Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2019

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