Att leverera modern el är ett nummerspel. Från kraftverksproduktion till konsumenternas användningsmönster, nätoperatörer jonglerar med en komplex uppsättning variabler för att hålla lamporna tända. Molnbaserade verktyg kan hjälpa till att hantera alla dessa data, men kraftägare och systemoperatörer är oroade över säkerheten. Denna oro är att hindra dem från att använda molnet – ett samlingsnamn för nätverksanslutna Internetdatorer som tillhandahåller skalbara, flexibel och ekonomisk datorkraft.

Forskare vid U.S. Department of Energys (DOE) Argonne National Laboratory utvecklar och distribuerar verktyg för att underlätta molnberäkningar för drift och planering av nät. Ett ramverk som utvecklas på Argonne maskerar känslig data, tillåter nätoperatörer att utföra komplexa beräkningar i molnet för att bestämma var och när de ska skicka resurser. Genom att underlätta dessa beräkningar utan att kompromissa med datasäkerhet och integritet, ramverket hjälper nätoperatörerna att ta elsystemet in i framtiden och samtidigt undvika kostsamma investeringar i datorinfrastruktur.

Fler och fler företag flyttar sina IT-system till molnet. Men antagandet bland nätoperatörer har gått långsamt, även som smarta mätare, sensorer och andra nätverkskomponenter lägger till ännu mer data som måste bearbetas.

"Övergripande, molnet har väldigt få kraftindustrianvändare på grund av säkerhetsproblemet, sa Feng Qiu, en huvudsaklig beräkningsforskare i Argonnes division Energy Systems som leder labbets forskning om datasäkerhet. "Molnet är något nätoperatörer vill använda, men de har mycket djupa bekymmer."

För att lagra data säkert i molnet, en användare kan kryptera den, men molnets verkliga värde för nätoperatörer ligger i att kunna utföra beräkningar på olåst data, effektivt "hyra" fjärrdatorkraft för intensiva beräkningar i farten. En sådan beräkning är problemet med enhetsåtaganden, som omfattar schemat för kraftverken – hur mycket kraft de producerar och när.

"Det är ett mycket klassiskt problem för branschen, och det är vanligtvis väldigt svårt att lösa, " sa medutredaren Alinson Santos Xavier. "Så du behöver mycket beräkningskraft för det."

Mycket av informationen som ingår i sådana beräkningar är känslig, avslöjar kritiska platser och proprietära affärsdetaljer. För att dra fördel av molnets flexibla datorkraft utan att exponera den informationen, Qius team förvränger i huvudsak, eller "störningar, "modellen och data som skickas för beräkningar, ändra nyckelvariabler och ekvationer. En förtäckt version av problemet går till en molnbaserad "lösar"-dator, och svaret returneras till en lokal, säker server för avkodning.

"Under hela processen, den verkliga datan och modellen finns aldrig på molnet, "Sa Qiu." Så även om hackare får data från molnet, de kan inte använda det."

Argonne-teamet går in i det tredje året av ett femårigt projekt finansierat av DOE:s Office of Cybersecurity, Energisäkerhet, och Emergency Response för att ta fram ramverket. Förutom att maskera data, forskarna arbetar med att bryta upp beräkningsproblem ytterligare för att lösa på flera molnbaserade datorer.

Resultatet kommer inte bara att möjliggöra snabbare, mer effektiva lösningar för befintliga problem men skulle kunna tillåta mer robusta tillvägagångssätt – mer exakt modellering av generatorer, till exempel, eller ett större antal scenarier för planering.

"Verktyg och oberoende systemoperatörer har begränsade beräkningsresurser, ", sa Qiu. "Detta öppnar dörren för dem att få mer datorkraft och banar väg för kraftsektorn att övergå till molnberäkning."