Depuis son invention, l'électricité joue un rôle essentiel dans notre vie quotidienne. L'apparition des premières installations de production d'électricité à la fin du XIXème siècle a ouvert la voie au système électrique et à ses sous-systèmes. Les consommateurs d'énergie électrique exigent un service fiable en termes de stabilité et de sécurité du réseau électrique. Depuis la libéralisation des marchés, les producteurs d'énergie électrique, les fournisseurs de services publics et d'équipements, en tant qu'acteurs principaux, suivent une tendance émergente pour satisfaire les demandes des consommateurs. Cette tendance implique l'amélioration des technologies, l'innovation et le respect des normes et des réglementations gouvernementales. Tous ces efforts ont été qualifiés de concept de réseaux intelligents (Smart Grid en anglais) qui évolue pour répondre aux demandes futures.Les sous-stations numériques modernes et futures façonnent des nœuds essentiels dans le réseau électrique, où la stabilité du flux d'énergie électrique, la conversion des niveaux de tension et la protection de l'équipement du poste de commutation figurent parmi les principaux rôles de ces nœuds. La norme prometteuse CEI 61850 et ses composants apportent de nouvelles fonctionnalités aux systèmes d'automatisation des postes. L'utilisation de la communication Ethernet dans ces systèmes réduit la quantité de connexions câblées qui réduit l'encombrement de l'équipement de la sous-station, des dispositifs et de leur câblage.L'intégration des nouvelles fonctionnalités CEI 61850 au niveau des sous-stations requiert des compétences multidisciplinaires. Par exemple, considérons les tâches de protection et de contrôle de la puissance d'un côté et les technologies de l'information et de la communication de l'autre. La dépendance entre les fonctions d'automatisation des sous-stations et les réseaux de communication à l'intérieur d'une sous-station pose de nouveaux défis aux concepteurs, intégrateurs et testeurs. Ainsi, étudier la fiabilité des fonctionnalités du système, par exemple, les schémas de protection, exige de nouvelles méthodes d'essai où les méthodes conventionnelles ne sont pas applicables. Les nouvelles techniques devraient fournir des moyens d'évaluer les performances des systèmes conçus et de vérifier leur conformité aux exigences des normes.Afin d'améliorer la fiabilité du système conçu, ce travail vise à développer des méthodes pour tester les systèmes d'automatisation de sous-station CEI 61850, en particulier sur les processus et les niveaux de la baie, dans une plate-forme dédiée aux tâches de recherche. Cette plate-forme incorpore des dispositifs de pointe et des cartes de test qui aideront à observer simultanément les interactions dynamiques des transitoires de puissance et les perturbations du réseau de communication. Les données obtenues lors des tests expérimentaux seront utilisées pour diagnostiquer les défaillances et classer leurs causes afin de les supprimer et d'améliorer la fiabilité du système conçu. / Since its invention, Electricity has played a vital role in our everyday life. The appearance of the first power production facilities in the late nineteenth century paved the way for the electrical power system and its subsystems. Consumers of electric power demand dependable service in terms of power grid stability and safety. Since the liberalization of the markets, producers of electric power, utilities and equipment suppliers, as principal players, are following an emerging trend to satisfy consumers’ demands. This trend involves improving technologies, innovating and respecting standards requirements and governments’ regulations. All these efforts termed as the concept of the Smart Grid that is evolving to meet future demands.Modern and future digital substations shape essential nodes in the grid, where stability of electric power flow, converting of voltage levels and protecting switchyard equipment are among the primary roles of these nodes. The promising standard IEC 61850 and its parts, bring new features to the substation automation systems. The use of Ethernet based communication within these systems reduces the amount of hardwired connections that results in lowering footprint of substation equipment, devices and their cabling.Integration of the new IEC 61850 features at the substation levels requires multidiscipline competences. For instance, consider power protection and control tasks from one side and information and communication technologies from the other side. Dependency between substation automation functions and communication networks inside a substation brings new kinds of challenges to designers, integrators and testers. Thus, investigating the dependability of the system functionalities, e.g. the protection schemes, requires new methods of testing where conventional methods are not applicable. The new techniques should provide means to evaluate performance of designed systems and checking their conformance to the standards requirements.In order to improve the designed system dependability, this work aims to develop methods for testing the IEC 61850 enabled substation automation systems, especially on the process and the bay levels, in a platform dedicated for research tasks. This platform incorporates state-of-art devices and test-set cards that will help to simultaneously observe dynamic interactions of the power transients and communication network perturbations. Data obtained during the experimental tests will be used for diagnosing of failures and classifying their causes in order to remove them and enhance dependability of the designed system.

Access control is a crucial aspect of cybersecurity, and Role Based Access Control (RBAC) is a typical framework for controlling the access to specific resources. However, in the context of Smart Grids, the usual authentication solution of using a trusted identity provider might not be possible to provide authentication of a user, as systems cannot rely on external services. This, in addition to devices in a substation being usually strictly controlled, means that having an RBAC limited to a desktop application can be necessary. Moreover, the cost of adding additional layers of security needs to be considered too, as the cost of adding specific features can vary significantly. This thesis thus looks into the existing solutions for desktop applications in substations, explains their viability and implements an RBAC system using Group Nesting in Windows user management, in the context of a configuration loading application on a main computer in a substation. It is then used to evaluate the cost of this new solution, in terms of maintainability, usability and flexibility, compared to the gained security. This is done by using static analysis of both codebases, and evaluation of usability and security. It shows that security can be added for a reasonable cost using Group Nesting in Smart Grids if the focus is to delegate some tasks to the directory, improving on the security of the application and the system as a whole. / Åtkomstkontroll är en viktig aspekt av cybersäkerhet, och rollbaserad åtkomstkontroll (RBAC) är ett typiskt ramverk för att kontrollera åtkomsten till specifika resurser. I smarta nät kan det dock hända att den vanliga autentiseringslösningen med en betrodd identitetsleverantör inte är tillräcklig för att autentisera en användare, eftersom systemen inte kan förlita sig på externa tjänster. Detta, förutom att enheterna i en transformatorstation vanligtvis är strikt kontrollerade, innebär att det kan vara nödvändigt att ha en RBAC som är begränsad till en datorapplikation. Dessutom måste kostnaden för att lägga till ytterligare säkerhetslager också beaktas, eftersom kostnaden för att lägga till specifika funktioner kan variera avsevärt. Denna avhandling omfattar därför dels undersökning av de befintliga lösningarna för datorapplikation i transformatorstationer, dels redogörelse av genomförbarheten och dels implementeringen av ett RBAC-system. Implementationen använder funktionen Group Nesting i Windows-användarhantering och integrerades i en applikation för konfigurationsinläsning på en huvuddator i en transformatorstation. Därefter utvärderas kostnaden för denna nya lösning i fråga om underhållbarhet, användbarhet och flexibilitet i förhållande till den ökade säkerheten. Detta görs med hjälp av statisk analys av de båda mjukvarulösningarna och utvärdering av användbarhet och säkerhet. Det visar att säkerheten kan ökas till en rimlig kostnad med hjälp av Group Nesting i smarta nät, om fokus ligger på att delegera vissa uppgifter till en katalog, vilket förbättrar säkerheten i applikationen och systemet som helhet. / Le contrôle ’daccès est un aspect essentiel de la cybersécurité, et utiliser des rôles pour implémenter cela est souvent le modèle recommandé. Pour autant, dans le contexte des réseaux électriques intelligents, il ’nest pas toujours possible de posséder un parti tiers fiable qui puisse faire autorité car il ne faut pas dépendre de systèmes extérieurs. ’Cest particulièrement vrai dans une sous-station où les ordinateurs connectés ont un rôle strictement défini. Ainsi il peut être nécessaire ’davoir un système de contrôle ’daccès basé sur les rôles (RBAC, Role-Based Access Control) uniquement contenu sur un ordinateur. Il faut de plus pouvoir estimer le coût de cette sécurité supplémentaire. Ce rapport évalue les solutions existantes dans cette situation et leur viabilité, et implémente un RBAC grâce à ’limbrication de groupe ’dutilisateur Windows, pour une application desktop pour le chargement de configuration pour l´ordinateur central ’dune sous-station. Cette implémentation est ensuite utilisée pour estimer les coûts associés à ’lajout ’dun RBAC en termes de maintenabilité, ’dutilisabilité et de flexibilité par rapport aux gains de sécurité. Cela est fait à travers des outils ’danalyse statique sur le code avant et après implémentation et ’dautres techniques ’danalyse de la sécurité et de la maintenabilité. Cela permet de montrer que, avec ’limbrication de groupes, il est possible ’dobtenir un niveau de sécurité satisfaisant tout en limitant les coûts associés, grâce au fait de déléguer les fonctions de gestion ’dutilisateur à un système de directory (répertoire).