智能電網中網絡安全的關鍵技術與應用

冼志生

摘要：近年來隨著電力行業的發展進步，智能電網在電力企業與用電用戶之間的交流中起到了重要作用，不僅使得溝通方式有所創新，并且溝通效率大大提升，真正實現了智能化的服務、信息化的交流。盡管智能電網在應用后有利于電力企業工作效率的提升以及電力系統的平穩正常運行，但是在應用過程中仍然存在著網絡安全問題，導致無論是電力企業還是電力用戶在溝通中都存在著一定的風險性。本文以此為基礎，對智能電網中網絡安全的關鍵技術進行深入探討并就應用情況進行分析研究。

關鍵詞：智能電網;網絡安全;關鍵技術;應用

一、智能電網中的網絡安全概述

（一）智能電網介紹

智能電網是指應用現代化網絡技術與傳感器技術、智能控制技術等多樣化先進智能技術共同形成技術基礎，從而使得原始專用電網可以實現信息化，極大程度提高專用電網的智能程度。總而言之，在傳統電網的基礎上智能電網加以改進，形成雙向互動信息網。

（二）智能電網信息系統

智能電網信息系統就結構而言可分為三個主要部分，分別為基礎設施、應用體系與支撐平臺。基礎設施是指智能電網信息系統內的硬件基礎設施，例如測量設備;應用體系是指智能電網信息系統的實體應用，較為具體，例如智能監測與智能調度;支撐平臺是指職能電網系統整體的軟件架構，包括系統內部的存儲與傳感測量等。

（三）智能電網中網絡安全需求分析

通過具體應用可知，在智能電網中網絡安全需求分析可包括三個主要方面，分別為通信安全、數據安全與系統安全。下面就這三個主要方面進行安全需求詳細分析。

第一，由于在智能電網中的通信設備大部分是以嵌入式的模式導入到系統中的，因此在系統中所占據的內存相對較小，傳輸過程中速度相對較慢。但是由于智能電網系統所要求的數據傳輸時間相對較快，因此在進行智能電網通信設計的過程中，不僅要考慮到所使用設備的最高計算能力，也要就系統要求的響應時間進行考量。

第二，通過對智能電網的分析，可知其具有一定程度的特殊性，在通信系統的優先等級方面可用性最高，完整性排為第二，而機密性則排名第三，這與常規的軟件信息系統是有顯著性差異的。總而言之，在智能電網系統中系統的運行情況與完整性情況更受重視。也就是說在智能電網系統中，如果想要實現通信與溝通，那么必須以系統可用性作為最大的基礎前提，如果系統或者相關設備顯示不能正常運行或者處于不能正常控制的狀態，那么會導致智能電網系統不能正常運行，從而帶來較為不可預計的后果。除此之外，智能電網還要求系統中的數據必須具有完整性，不僅要避免被違規改動，同時也要被避免錯誤指令的執行。而機密性則要求在訪問智能電網中的所有數據時，必須首先經過授權。

第三，在智能電網中，數據安全主要包含數據傳輸與數據來源兩類。數據傳輸安全主要是指在智能電網系統中數據傳輸的各個環節都應為加密狀態，在一定時間范圍內屬于機密;數據來源安全是指在智能電腦系統中進入的所有設備，必須經過合理合規的認證，以此避免惡意介入所產生虛假數據。

二、智能電網中網絡安全的關鍵技術

（一）智能電網通信協議邏輯結構

通過相關調查可知，目前我國大部分智能電網中所應用的通信協議為工業控制系統通信協議Modbus，本文以此為例，詳細分析智能電網中網絡安全的關鍵技術。

（二）智能電網通信協議安全問題分析

盡管工業控制系統通信協議Modbus協議目前的應用較為廣泛，在工業控制系統中發揮了有效作用，但是該協議本身存在著一定的安全問題。第一，該協議本身在設計過程中存在著一定程度的安全問題;第二，應用后數據的安全性有待提高;第三，ModbusTCP的安全性差。

（三）智能電網中網絡安全的關鍵技術

在目前的智能電網系統中，主要運用的網絡安全關鍵技術，根據不同的環節可分為：信息傳輸通信關鍵技術、信息采集過程關鍵技術、信息處理階段的關鍵技術。

信息傳輸通信關鍵技術是智能電網能否正常運行的關鍵部分，智能電網如果正常運行，那么必須將數據完整的傳輸值對應的客戶端。

信息采集過程中關鍵技術應用主要是無線傳感器網絡安全技術與射頻識別安全技術。前者是指通過設置主密鑰對不同的數據進行實時監測，以信任中心為媒介收取傳感器所收集和整理的數據，從而保證智能電網系統中不同節點的信息采集的安全性。后者計數的運算效率相對較高，同時也提出了更高的信息采集要求，目前該項技術中認證方式最有效的方法為HB協議。

信息處理階段的關鍵技術可以解決智能電腦系統中的數據安全問題與備份安全問題。通過相關調查可知智能電網系統中所使用的存儲方式為云存儲，因此必須就數據信息的儲存安全問題進行把控。具體而言，在安全保障過程中，必須對用戶的信息讀取權限加以管理，設定對應的角色授權機制，對來訪者的信息加以收集。由此可以對訪問權限進行合理管理與控制，防止外來人員隨意下載系統中的信息，做到提高信息儲存的安全性，保證信息處理的有效性穩步提升。

三、智能電網中網絡安全的關鍵性技術應用建議

本文以上述為基礎對智能電網中網絡安全的關鍵性技術應用提出對應建議，主要為以下兩個方面：

第一，加強對智能電網中不同環節的信息安全管理。通過相關調查可知，目前智能電網系統中信息安全管理措施尚不完善，缺乏系統性與全面性，因此在應用相關技術時會存在多樣化的信息安全隱患。因此必須不斷優化與升級智能電網系統中的各項設備，保證智能電網系統中，無論是數據還是信息都可以正常運輸與傳遞。除此之外，在信息安全管理的過程中，可以利用多樣化的技術手段形成綜合技術支撐，還要定期對電網系統的信息安全性進行檢測，在檢測過程中要通過反復測試確保安全性符合相關要求標準。

第二，要創新目前的信息安全技術手段。通過相關調查可知目前智能電網系統中所應用的網絡安全關鍵性技術較為單一，在管理過程中效率不高，因此作為電力企業，必須加強對智能電網中網絡安全關鍵性技術的提升與開發，不斷創新與改進。例如，在提高信息安全性的過程中可以建立信息安全日志、重視安全審計工作。

結束語

綜上所述，電力行業近些年來得到快速發展，電力資源不僅與我們的生活還與我們的生產密切相關，可以說電力資源是我們的生活必需品。因此為了確保電網運行安全，降低電網在運行過程中發生故障的可能性，必須加深智能電網中網絡安全關鍵技術的相關研究，并且就應用現狀進行深入分析，從而促進電網可以平穩運行。除此之外，對網絡安全技術深入研究還可以促進電力企業與用電用戶之間的通信，促進電力企業為用戶提供更好的服務，滿足不同的多樣化電力需求。

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