智能電網信息安全與網絡結構優化路徑

◆嚴彬元 劉俊榮 周琳妍

行業與應用安全

智能電網信息安全與網絡結構優化路徑

◆嚴彬元 劉俊榮 周琳妍

（貴州電網有限責任公司信息中心 貴州 550002）

當前階段，人們對電力能源的需求的多元化轉變，現代通信、控制與網絡技術在電網系統的深入應用，推進了智能電網的建設與完善。依托于智能化、自動化的供電系統，可以有效提升電能整體配置水平，實現精密化調控。與此相對應的，智能電網對網絡平臺的安全性與可靠性有著較高的要求，電網企業在建設信息安全體系的過程中，應結合智慧電網的調度需求，在廣域信息的收集、處理、傳遞與整合的整體工作流程中，落實信息安全管控目標，優化智能電網的整體架構。

通信安全；安全評估；實體管理

電網信息數據收集、處理、存儲與傳遞的安全性直接影響了智能電網運維的穩定性與經濟性。現階段，為有效增強供電系統的安全防護水平，電力企業應在逐步完善安全管理體系的基礎上，結合先進的信息技術研究與應用，不斷優化安全架構，科學評估軟件程序、硬件系統、信息技術、通信管理模塊的安全防護等級，針對性地進行系統優化，為電力系統現代安全管理體系的建設奠定基礎。

1 新時期智能電網運維信息安全管理的影響問題

1.1 智能電網整體安全防護力度有待加強

當前階段，智能電網鋪設范圍的逐步擴大與供電服務的不斷完善，使得電網運維的安全防護體系面臨一些新的挑戰。目前，在安全體系建設方面，受到環境、技術、思維與資金等方面的限制，仍舊存在一些建設風險。由于相關安全體系尚未健全，智能電網的安全性也受到了一定的影響，這也是目前智能電網建設所面臨的主要難題。與此同時，社會建設與發展能源消耗量的大幅度增加使得電力系統規模擴大、運維管理難度增加，電網安全性的控制問題越來越突出。對系統的安全域進行劃分的復雜程度越來越高，這也就意味著智能電網的安全防護難度的提升。

1.2 網絡環境的多元化、復雜化特征

信息技術在電網建設與服務領域的廣泛應用，使得電網運維集成化、一體化進程加快。與此同時，網絡環境的多元化、復雜化特征，也使得網絡攻擊的形式更多樣，信息安全管理風險整體提升，信息泄露、損毀、遺失等方面的風險加劇。為了實現數據的實時傳輸，智能電網可能需要公共網來對重要的數據信息進行傳輸，這對智能電網的安全與穩定又帶來了新的威脅，一旦發生安全問題，不僅會對電網運維狀態產生不利影響，嚴重情況下甚至會出現安全事故。復雜的網絡環境對智能電網的安全體系提出了更專業化的要求，結合智能電網實際運維特征，對配套信息安全架構進行優化調整勢在必行。

1.3 智能設備的安全風險

隨著供電系統智能化、自動化建設進程的不斷推進，電網的服務形式也逐步發生轉變，實現了對信息資源的深度整合。智能設備在接入智能電網時，智能設備能夠對電網的運行進行實時監控，也能夠對其中存在的故障進行準確定位，對其中的故障進行有效修復，提升智能電網內設備運行的安全性。與此同時，智能電網可以為一些遠程訪問、控制操作提供支持，包括軟件升級、遠程關閉設備等。與此相對應的，智能電網服務功能的升級也會帶來新的安全風險。黑客可以利用系統運行的安全漏洞，入侵智能終端，篡改用戶權限，提升了信息泄露的風險。在智能電網的鋪設過程中，用戶與電力企業之間進行信息交流需要依靠公共網絡，這使得用戶個人的信息數據隱私可能被暴露出來，與電網連接的電力設備信息也會在電力信息系統中顯現出來，提升了信息泄露的風險。

2 智能電網信息安全系統的設計與建設

2.1 安全系統的范圍規劃

信息安全的范圍規劃需要從多層面出發，包括管理規范、技術安全、運維規模與組織結構等。其中，技術安全是系統范圍規劃的重要影響因素，涉及防火墻、防病毒、訪問控制、漏洞檢測、數據監測、VPN與備份管理等內容。但是信息系統安全是一個動態發展的過程，過去依靠技術就可以解決的大部分安全問題，僅僅依賴于安全產品的堆積，無法持續有效的應對不斷革新變化的各種入侵、攻擊手段。規范管理是指對電網系統運行的標準化管理，主要包括風險控制、安全防護策略、工作規章與安全培訓等相關內容。在進行安全系統的設計規劃時，應結合電力企業整體信息化戰略管理目標與發展實際進行，確保系統建設的協同性與高效性。

2.2 安全保障體系的總體架構

智能電網運維的信息安全防護應貫穿于電力調配的始終，包括網絡信息系統本身的安全問題，以及信息、數據的安全問題。信息安全也有物理的和邏輯的技術措施，在建設與完善安全保障體系時，應從實體管理、平臺管理、數據管理、通信管理、應用管理與管理保障等層面出發，對系統信息進行全方位保護。

2.3 安全保障體系層次

2.3.1實體安全管理

實體保護主要是針對硬件設備、電網運維環境、動力支持等方面的安全管理。機房安全管理的內容包括：機房內部溫度、濕度、噪音、清潔、振動、電磁等條件的控制，以及場地管理、建筑安全管理等；設備安全管理是指通信網絡、設備功能以及輻射控制等；動力安全管理主要是對供應電源的管理。實體安全的防護目標是防止有人通過破壞業務系統的外部物理特性以達到使系統停止服務的目的，以及避免因為物理接觸導致的系統入侵、數據泄露等問題，在風險發生前與出現后，對物理接觸相關活動進行規范審核、記錄與追蹤。

2.3.2平臺安全控制

現階段，安全平臺模塊的功能包括：對操作系統、基礎網絡設施、應用程序等程序漏洞進行動態化檢測、實時修復，同時，還需要對網絡安全產品進行部署以及整體網絡系統平臺安全綜合測試、模擬入侵與安全優化。

2.3.3數據安全控制

安全系統的數據安全防護功能包括介質和媒體的數據保護、對訪問數據的檢查、識別（數據控制）、保證數據的完整性與可用性以及對數據進行監控、審計、存儲、備份，保證數據應用的安全性。

2.3.4通信安全控制

通信安全控制是指通信網絡與線路的安全管理。為保障系統之間通信的安全采取的措施有：通信線路和網絡基礎設施安全性測試與優化、安裝網絡加密設施，同時，還包括通信軟件的加密設置、對身份進行鑒別、對安全通道進行檢測與監管、對網絡協議進行安全運行檢測等。

2.3.5應用安全控制

應用安全的保障對象是業務程序，具體包括安全性測試、業務交往的防抵賴、業務資源的訪問控制驗證、業務實體的身份鑒別檢測、業務現場的備份與恢復機制檢查，以及對數據一致性、防沖突性、保密性、唯一性、可靠性與可用性等方面的安全檢測。

2.3.6管理安全保障

管理安全保障是確保信息安全防護體系建設質效的重要手段，可以分為人員管理、系統管理兩部分，具體的管理內容包括：職工培訓管理、系統應用管理、軟件與硬件管理、環境管理、檔案管理、數據管理以及運行管理等，需要電網企業結合電網運維安全管理需求，建立健全管理機制。通過管理安全實施，為以上各個方面建立安全策略，形成安全制度，并通過培訓和促進措施，保障各項管理制度落到實處。

2.4 網絡通信體系的安全控制

通信安全是安全系統管理的重要目標，現階段，通信安全的主要技術應用包括IPS、邊界保護與傳輸加密等防護技術。有效地對網絡邊界數據流的通信交換進行安全檢測和訪問控制，防范內網重要數據非法外泄和外部網絡有害信息流入，保障智能電網各種通信數據、傳輸通道的安全。與此同時，安全防護機制會對具有破壞性、不穩定性的異常數據進行識別，通過中斷傳輸、調整信息處理功能、隔離異常數據等方式，及時識別入侵行為，對安全風險進行有效的預防、控制與處理，提升電網遠程、實時通訊的可靠性與實效性。

3 優化智能電網運維信息安全結構的具體路徑

3.1 安全評估體系的建設

在建設安全評估體系的過程中，應依據通信網絡安全等級的不同，劃分為三個子系統，即配電網自動化系統主站配置一級主電力通信網絡、配電自動化子站配置二級次電力通信網絡以及FTU（RTU）配電數據采集終端配置現地電氣設備基礎通信網絡。在三個系統建設過程中，結合軟硬件配置、電參量信息與通信評估指標，按照相應的電力通信規程對每個子系統中的多個評估因素進行統一分析，從而可以構筑基于三個子系統的評估體系。

3.2 安全網絡架構的優化

通過安全評估體系，對智能電網的運行安全性進行綜合、全面分析，可以為電力企業檢測系統漏洞、強化系統控制功能、優化電網安全結構等工作提供可靠的參考，能夠有效提升系統運行效率。現階段，智能電網的安全防護系統分為軟件程序、硬件基礎、信息系統與通信安全四個模塊，支持智能電網收集參量數據、分析環境信息、人機互通、安全管理等方面的功能，基于此，對信息網絡結構進行評估與優化后，可以從統籌全局的角度對電網進行規劃，實現遠程調度的目標，同時，還可以降低電網運維能耗，推進了智能電網集約化系統的建設發展，有效提高電網信息的安全性能，保障各子系統高效穩定的運行。通過對電網安全體系的優化，為電網企業經營決策、內部管理、系統保障、安全防護等方面提供了可靠技術支持，也為電網企業的全面自動化、智能化發展夯實了基礎。

4 結語

智能電網建設進程的不斷推進，使得電力網絡供應的形式、技術支持、調配方式等都發生了轉變。電力通信網絡作為電網數據收集、邏輯判斷、信息傳輸與傳達命令的重要信息中樞，其電網信息的安全管控水平與電力遠程調度質效有著直接的關系。基于現有的電網信息體系，對電網系統安全架構進行優化升級，需要在系統安全評估分析的基礎上，依照軟件程序、硬件基礎、信息系統與通信安全四個模塊運行的差異性，完善系統服務功能，為智能電網的安全、穩定、高效建設提供保障。

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