探析電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運行監(jiān)控安全保護

陳垠錕 高世科

摘要：配電網(wǎng)處在電力系統(tǒng)中的末端位置，和電力系統(tǒng)中的其他位置比起來需要的電壓等級較低，配電網(wǎng)和人們生活中的用電有著直接關(guān)系，社會各個領(lǐng)域的用電需求不斷增加，電力系統(tǒng)中電網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量也逐漸增多，設(shè)備的分布范圍更加廣泛，線路錯綜復(fù)雜。隨著我國通信技術(shù)的不斷發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)支持，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前在電力行業(yè)，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)已經(jīng)開始在電力監(jiān)控系統(tǒng)中進行應(yīng)用，并逐漸成為了電力系統(tǒng)的一個組成部分。

關(guān)鍵詞：電力;配網(wǎng)自動化;監(jiān)控;安全保護

引言

我國的電力企業(yè)主要通過配網(wǎng)服務(wù)客戶，配網(wǎng)自動化程度直接決定了供電可靠性的高低。當(dāng)前各項科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，電力企業(yè)要不斷提高配網(wǎng)自動化水平，有效提升供電可靠性，最大化企業(yè)配電效益，滿足社會居民的正常用電需求，推動社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。配電自動化系統(tǒng)無論是在應(yīng)用場景上，還是在技術(shù)架構(gòu)上，其原理基本與物聯(lián)網(wǎng)相同，因此在實際應(yīng)用過程中依然面臨著許多安全問題，這些安全問題影響著系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。電力行業(yè)是我國基礎(chǔ)性行業(yè)，直接關(guān)系到我國經(jīng)濟的發(fā)展和人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定對于我國尤為重要。

1配電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀

我國早期電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)配置存在不合理的情況，因此導(dǎo)致供電可靠性不高。電力企業(yè)為提高自身的供電可靠性，需要對現(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行詳細的研究，找出配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理的地方，并制定出解決和優(yōu)化方案，有效解決供電可靠性低的問題。比如，很早之前我國就存在電源規(guī)劃不合理的現(xiàn)象，電源安插位置存在較多的問題。當(dāng)下，我國各項科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，大部分電力企業(yè)已經(jīng)意識到傳統(tǒng)電網(wǎng)配置存在的不足，在實際電力工程中嚴(yán)格按照社會發(fā)展情況和電力配置需求進行配網(wǎng)建設(shè)，并取得了較大的成效。但是，仔細觀察發(fā)現(xiàn)，我國的配電網(wǎng)建設(shè)工作還是存在一些不足，供電可靠性容易受到天氣等因素的影響，且后期配電網(wǎng)維護成本較高。

2配電網(wǎng)的自動化特點

在配電網(wǎng)中實現(xiàn)自動化技術(shù)的運用，主要通過綜合的技術(shù)形式，對電力系統(tǒng)的電網(wǎng)進行自主的檢測以及監(jiān)控，將信息準(zhǔn)確的傳達到電力管理中心，結(jié)合反饋的問題信息，可以更好地對問題進行分析和解決，從而提升電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近幾年來，我國的各大電力企業(yè)獲得了快速地發(fā)展，而且各方面的技術(shù)也在不斷提升，在總體看來，并不是所有的供電企業(yè)和部門都對配電網(wǎng)的自動化提起高度地重視，每個企業(yè)和部分之間對配電網(wǎng)自動化的認知水平也各不相同，有很大的差距，在實際的互聯(lián)網(wǎng)自動化建設(shè)程度上有著很大的差異，不能更好地對配電網(wǎng)進行統(tǒng)一并且高效地管理。自動化管理可以在出現(xiàn)問題之后，對問題的原因進行準(zhǔn)確的分析，可以指出問題的具體位置，進而縮小了排查的范圍，提升解決問題的效率，降低了事故帶來的損失，有效提升了電網(wǎng)的整體運行效率。

3電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)自身存在的安全問題

電力配網(wǎng)智能化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模式采用了C/S結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)主要有感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。其中，應(yīng)用層主要由系統(tǒng)的自動化程序構(gòu)成，該層可以對系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)信息進行收集，收集完成后對這些數(shù)據(jù)信息進行分析，通過分析的結(jié)果對系統(tǒng)的實際運行情況進行有效的監(jiān)控。感知層主要由電力配網(wǎng)系統(tǒng)的終端構(gòu)成，該層能收集遙測和遙信等相關(guān)的配電數(shù)據(jù)，并將配電數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)絡(luò)層并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層的加工，再將數(shù)據(jù)信息最終的處理結(jié)果傳送至應(yīng)用層，應(yīng)用層對結(jié)果進行審核處理。目前數(shù)據(jù)信息最主要的數(shù)據(jù)傳輸方式有以下三種，分別是無線公網(wǎng)數(shù)據(jù)信息傳輸、無線專網(wǎng)數(shù)據(jù)信息傳輸及有線光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸。網(wǎng)絡(luò)層可選擇的通訊方式較多，如無線網(wǎng)絡(luò)通訊、光纖通訊以及載波通訊。雖然在收集傳輸過程中可以選擇的傳輸方法較多，但是這也給電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在應(yīng)用層面留下了許多安全隱患。如系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息容易被不法分子獲取;可以對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進行修改降低了數(shù)據(jù)信息的真實性。從上述兩個安全問題可以看出，目前電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中雖然已經(jīng)取得了良好的應(yīng)用效果，但存在著安全漏洞卻時刻威脅著電力系統(tǒng)的安全運行，如果抱著僥幸心理一旦遇到突發(fā)情況將會對電力系統(tǒng)造成破壞從而影響其正常運行。

4電力配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安全防護措施

（1）建立安全接入?yún)^(qū)，這是系統(tǒng)與外界相連的第一道關(guān)卡，能夠?qū)尤氲漠惓?shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)參數(shù)進行安全識別，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接入數(shù)據(jù)存在異常時則可以對這些數(shù)據(jù)進行攔截。接入?yún)^(qū)的建立可以有效的提高感知層終端設(shè)備對異常數(shù)據(jù)的檢測能力，并提高應(yīng)用層系統(tǒng)報文的安全性。通過數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)將接入?yún)^(qū)域與配電自動化系統(tǒng)的主站進行網(wǎng)絡(luò)隔離，這不僅可以提高主站的安全性，還可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)度數(shù)據(jù)與外部接入數(shù)據(jù)的分離，這在提高系統(tǒng)運行安全性的同時也不影響電力企業(yè)正常數(shù)據(jù)的傳輸。因此，安全接入?yún)^(qū)的建立對于電力配電自動化系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行具有重要意義。（2）建立安全接入網(wǎng)關(guān)，這是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的第二道關(guān)卡，在進行網(wǎng)關(guān)配置時可以有效的保護系統(tǒng)主站網(wǎng)絡(luò)的安全性。安全接入網(wǎng)關(guān)的建立，可以有效的抵御外部非法網(wǎng)絡(luò)入侵，當(dāng)系統(tǒng)防火墻被不法分子攻入后，安全接入網(wǎng)關(guān)能有效的形成第二道防護網(wǎng)，并對入侵的行為進行有效抑制，從而確保配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站的安全。此外，安全接入網(wǎng)關(guān)的建立還可以喚醒感知層終端的各種防護措施，如對系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進行加密、對登錄系統(tǒng)用戶進行權(quán)限限制，并按照用戶的級別給予相應(yīng)的訪問權(quán)限，嚴(yán)格把控系統(tǒng)的最高權(quán)限、對登錄用戶的身份信息進行認證，對非法登錄的用戶予以阻攔。在數(shù)據(jù)信息加密方面，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以選擇使用Hash查表加密法和加密卡的多核平衡加密方法，這兩種加密的方式都可以有效的提高電系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性。（3）在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中引入訪問控制技術(shù)和加密認證技術(shù)。這兩項技術(shù)可以有效的提高系統(tǒng)應(yīng)用層在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中的安全性，目前這兩項技術(shù)的實現(xiàn)需要經(jīng)過四道程序，包括用戶登錄密鑰協(xié)商、系統(tǒng)安全性能激活、生成相關(guān)加密信令以及對數(shù)據(jù)信息和加密信令的驗證。加密認證技術(shù)是目前安全防護能力較強的一種技術(shù)，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用能提高系統(tǒng)應(yīng)用層與感知層數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩裕瑢τ谙到y(tǒng)的整體安全而言是至關(guān)重要的。（4）建立加密認證功能模塊并將其應(yīng)用到系統(tǒng)的感知層終端軟件之中，這在一定程度上可以提高系統(tǒng)感知層終端軟件對系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息的加密效果，一旦外部發(fā)生惡意入侵行為，加密認證功能可以有效的阻止系統(tǒng)數(shù)據(jù)的惡意篡改、拷貝以及非法破譯。加密認證功能可以從總體上提高配網(wǎng)自動化系統(tǒng)終端軟件的安全性，為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行保駕護航。

結(jié)束語

總而言之，配電網(wǎng)自動化建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)下電力行業(yè)的發(fā)展趨勢，自動化建設(shè)也是城市建設(shè)的重要組成部分。供電可靠性受配網(wǎng)自動化程度的影響，電力企業(yè)為提升供電可靠性，需要對配網(wǎng)系統(tǒng)進行升級更新，充分提高配網(wǎng)供電自動化水平，保證供電可靠性能夠滿足社會各行各業(yè)的需求，從而有效推動社會發(fā)展水平的快速提升。

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