電網調度自動化系統(tǒng)網絡安全研究

羅石江，疏中凡，陶長浩

（國網安徽省電力公司霍邱縣供電公司，安徽 霍邱 237400）

電網調度自動化系統(tǒng)是確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經濟運行的關鍵。系統(tǒng)的高度自動化和智能化提高了電網的管理效率，優(yōu)化了資源分配，但同時也帶來了嚴峻的網絡安全挑戰(zhàn)。隨著數字化程度的不斷提高，電網調度自動化系統(tǒng)越來越依賴于復雜的信息通信技術，使其面臨著來自網絡攻擊的風險。因此，電網調度自動化系統(tǒng)的網絡安全已經成為電力行業(yè)和信息安全領域共同關注的焦點。通過這一系列的研究，旨在為電網調度自動化系統(tǒng)提供一個更加安全、可靠的網絡環(huán)境，以支持電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1 電網調度自動化系統(tǒng)功能

1.1 數據信息方面的功能

數據采集與處理是電網調度自動化系統(tǒng)的基礎功能。系統(tǒng)通過安裝在各個重要節(jié)點的傳感器和計量設備，實時收集電網的運行數據，如電壓、電流、頻率、溫度等參數。這些數據經過模擬/數字轉換后，通過通信網絡傳輸到控制中心，進行數據的匯總、處理和分析。此外，電網調度自動化系統(tǒng)還具備數據信息的存儲與管理功能。系統(tǒng)會將歷史數據存儲在數據庫中，以便于日后的查詢、分析和決策支持。這些數據對于電網的故障診斷、性能評估、運行優(yōu)化以及未來規(guī)劃等都具有重要意義。

1.2 系統(tǒng)運行方面的功能

系統(tǒng)運行管理是電網調度自動化系統(tǒng)的核心功能。它通過集成化的軟件平臺，對電網的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，確保電網的安全穩(wěn)定。一旦監(jiān)測到異常情況，系統(tǒng)會立即啟動應急預案，通過自動控制或向調度員發(fā)出報警，以迅速處理故障，保障供電的連續(xù)性和可靠性。電網調度自動化系統(tǒng)還具備優(yōu)化調度的功能。系統(tǒng)可以根據實時數據和預測數據，運用優(yōu)化算法，制定最優(yōu)的發(fā)電和輸電計劃，提高電力系統(tǒng)的經濟性和效率。

1.3 通信介質與網絡體系方面的功能

電網調度自動化系統(tǒng)依賴于強大的通信網絡體系，包括有線通信和無線通信兩大部分。有線通信保證了數據傳輸的穩(wěn)定性和可靠性，而無線通信則提供了更大的靈活性和覆蓋范圍。這些通信網絡不僅需要高速、高效，還需要具備足夠的安全防護措施，以防止數據被截獲或篡改。

2 電網調度自動化系統(tǒng)網絡安全問題

2.1 網絡病毒的入侵

在電網調度自動化系統(tǒng)中，網絡病毒的入侵一直是網絡安全領域面臨的重大威脅。當網絡病毒成功入侵系統(tǒng)時，它們能迅速復制并傳播到系統(tǒng)的其他部分，甚至能跨越網絡，影響到更廣泛的基礎設施。由于電網系統(tǒng)具有高度的復雜性和互聯(lián)性，一旦受到攻擊，后果往往非常嚴重，可能導致數據損壞、設備故障甚至整個系統(tǒng)癱瘓。目前，各類新型網絡病毒不斷涌現(xiàn)，隨著黑客攻擊手法的日趨精細和隱蔽，傳統(tǒng)的病毒防護手段難以完全攔截這些日益智能化的威脅。

2.2 路由器安全的威脅

路由器作為電網調度自動化系統(tǒng)網絡通信的關鍵節(jié)點，其安全性直接關系到整個電網的運行安全。當前，隨著網絡技術的迅猛發(fā)展，路由器面對的安全威脅日益增多。由于某些路由器的固件更新不及時或存在漏洞，黑客可以利用這些漏洞對路由器進行入侵。一旦控制了路由器，攻擊者可以進行流量劫持、網絡監(jiān)控、惡意廣告推送等多種攻擊行為。更為嚴重的是，通過對路由器的控制，攻擊者甚至能夠遠程控制整個電網系統(tǒng)，對國家的電力供應安全構成極大的威脅。

2.3 網絡結構水平差異大

當前，電網調度自動化系統(tǒng)中存在各種網絡結構的水平差異，這在一定程度上增加了網絡安全管理的難度。一些電網系統(tǒng)運行在老舊的設備和軟件之上，其安全性能往往不足以抵御現(xiàn)代網絡攻擊手段。同時，由于更新?lián)Q代成本和技術兼容性的問題，導致不同地區(qū)、不同層級的電網系統(tǒng)網絡結構水平參差不齊，這種硬件和軟件上的差異為網絡安全帶來隱患，使得網絡病毒更容易通過薄弱環(huán)節(jié)滲透和攻擊[1]。

2.4 早期預防手段不到位

面對電網調度自動化系統(tǒng)的網絡安全隱患，早期預防手段的不到位是一個不容忽視的問題。很多電網企業(yè)在網絡安全防護體系上的投入不足，缺乏有效的預警和應急響應機制。此外，對網絡攻擊的認知不足、風險評估不全面，導致防范措施落后于網絡攻擊手法的更新?lián)Q代。因而，當面臨復雜多變的網絡安全威脅時，電網調度自動化系統(tǒng)常常顯得手足無措，難以有效地預防和遏制安全事故的發(fā)生。

3 電網調度自動化系統(tǒng)網絡安全性提升有效措施

3.1 明確網絡安全防護需求與方向

首先，要明確網絡安全防護的需求與方向。網絡安全防護是對于電網調度自動化系統(tǒng)至關重要的一環(huán)。在當前，隨著黑客攻擊技術的日益發(fā)展，電網系統(tǒng)也需要不斷升級其安全保護技術，以保證其日常運作的穩(wěn)定。明確需求和方向，有助于指導當前防護工作的開展，并指明防護技術的發(fā)展之路。

其次，深化反病毒防御體系的構建是全面提升電網調度自動化系統(tǒng)網絡安全性的重要一環(huán)。工作人員需要持續(xù)加大投入，配備更先進的防病毒技術，提高病毒防御潛能。同時，也要強化病毒防護方案的實施，例如定期對系統(tǒng)進行病毒掃描，對出現(xiàn)的病毒及時進行隔離和處理，防止病毒進一步傳播和給系統(tǒng)造成更大損失[2]。在防御體系的布局上，需要落實多層次的防御機制，防止單一環(huán)節(jié)的破裂使得整體防線崩潰。提升網絡入侵偵測的能力，可以及時捕捉到可能對系統(tǒng)構成威脅的網絡行為或疑似侵入情況，從而實行快速應對，防止損失的進一步擴大。同時，強化防火墻保護體系能對電網調度自動化系統(tǒng)提供更安全的網絡環(huán)境，有效抵御各種網絡攻擊。

最后，加大防范系統(tǒng)反應檢測力度，提高應對能力。“早知道、早預防、早應對”應成為防范系統(tǒng)的常態(tài)。一旦發(fā)生問題，能迅速進行檢測與反應，可以最大程度地降低損失。因此，需要升級并優(yōu)化檢測手段，提高系統(tǒng)對異樣行為響應的速度，有效減緩或者阻止問題的擴大化。

3.2 加大網絡病毒防范革新力度

首先，強化防范意識是防止網絡病毒攻擊的第一道防線。我們要認識到電網調度系統(tǒng)擁有海量的數據，如果被黑客攻擊后果將不堪設想，因此要保持一種時刻處于警惕的狀態(tài)。我們需要對網絡安全有深度的了解和熟悉，這樣才能準確檢測和抵制攻擊，防止網絡病毒對系統(tǒng)造成損害。

其次，合理的防病毒策略同樣不可或缺。防病毒策略可以圍繞著防火墻、殺毒軟件、網絡行為管理、網絡入侵檢測等方向進行。防火墻應嚴禁任何無授權的登錄和查看數據，對數據進行有效的防護[3]。殺毒軟件應經常更新，以便識別和清除最新的網絡病毒。網絡行為管理則可以防止內部工作人員因誤操作或惡意破壞而引起的安全問題。網絡入侵檢測系統(tǒng)能夠自動檢測出網絡異常，及時防止可能的網絡襲擊。

再者，我們必須將防火墻、殺毒軟件等工具融為一體。通過統(tǒng)一的管理和控制，我們可以更有效地對抗網絡病毒。例如，我們可以設置防火墻以阻止不必要的網絡連接，同時使用殺毒軟件對經防火墻的連接進行進一步的檢查處理，這樣可以大大減少網絡病毒的侵入機會。

最后，我們必須持續(xù)關注和分析局域網的信息傳輸情況，頻繁性波動可能是網絡病毒的一個指標。在檢測到問題后，我們需要及時處理，并根據處理結果來調整我們的防病毒策略，使之更加精準有效。

3.3 科學制定備份與災難恢復計劃

電網調度自動化系統(tǒng)應該設定自動備份功能，以每日為單位進行數據的備份和錄入，確保數據的完整性。自動備份可以避免人為疏忽導致的備份漏洞，每日備份也可以避免數據丟失的風險。各類數據將會按時間順序整理和歸檔，為電網的運行提供了一份詳盡的歷史記錄。云端存儲的特性分布式的，便于訪問，不僅可以增大數據的存儲容量，也為數據的迅速恢復和遷移提供了便利[4]。云端存儲系統(tǒng)的冗余設計使得即使一部分的存儲設備故障，也不會對數據的完整性產生影響。并且通過調配資源的方式，可以在設備故障的情況下保證存儲、查詢等功能的正常運行。此外，電網調度自動化系統(tǒng)的數據備份工作同時也要考慮到數據安全問題，包括防病毒、防黑客、防內部人員的惡意行為等。因此，在實際操作中，應有專門的數據管理人員，制定嚴格的數據管理和安全制度，確保數據的安全存儲。

在當今信息化社會，網絡安全和數據存儲問題日益凸顯，尤其對于電網調度自動化系統(tǒng)這樣的大型系統(tǒng)，如何有效防護網絡安全，如何備份數據，確保正常運轉，已經成為每一個企業(yè)應該面對的問題。企業(yè)應提前設置備用服務器，這就像為重要文件做備份一樣，重要的硬件設備也應該提供備用選項，以事先預防不可抗力的因素帶來的影響。當硬件設備出現(xiàn)故障或者無法運行的時候，備用工作站可以及時啟動，將停工時間縮短到最短，使得企業(yè)的運營成本降低。硬件設備與備用服務器之間應該提供自動切換功能，實現(xiàn)無縫銜接，這樣可以保證在硬件設備無法運行的時候，備用服務器可以迅速接管工作，防止出現(xiàn)長時間的停機現(xiàn)象[5]。在增強網絡安全防護可靠性的基礎上，還需要對安全管理規(guī)定進行完善。網絡安全首先應當從制度上得到保障，需要完全了解網絡安全政策，并定期進行評估、修訂。同時，網絡安全管理規(guī)定也應該包含對各種網絡攻擊的預防和應對措施。電網調度自動化系統(tǒng)還需要實施有效的病毒防護措施，包括使用權威的安全軟件，進行定時查殺病毒和惡意程序，以及在大型網絡操作或者系統(tǒng)更新之前進行備份，防止因病毒感染或者操作失誤導致的數據丟失。而在網絡安全以及數據存儲方面，應當考慮系統(tǒng)的整體性和一體化。這就要求我們既要考慮網絡、服務器等硬件設施的安全，也要關注信息內容、用戶操作等軟性問題。網絡和數據安全不僅僅是技術問題，也是管理問題。因此，電網調度自動化系統(tǒng)應該從數據采集、存儲、處理、分析等全過程進行管理，保障數據的完整性、可用性和保密性。

3.4 加大反病毒與軟件安全性監(jiān)測力度

隨著網絡技術的迅速發(fā)展，病毒和惡意軟件也在不斷演變，黑客攻擊手段日趨多樣和隱蔽，僅僅依靠傳統(tǒng)的反病毒軟件已經難以應對日益嚴峻的網絡安全環(huán)境。因此，電網調度自動化系統(tǒng)需要采用更為先進的反病毒監(jiān)測技術，比如行為分析、異常檢測等，以識別并阻止未知病毒和零日攻擊。此外，還要攻堅克難，實現(xiàn)病毒庫的快速更新，以適應新型病毒的防御需要。隨著電網自動化水平的提高，不斷有新軟件被開發(fā)并應用于不同的環(huán)節(jié)，保障其安全性顯得尤為重要。軟件安全性監(jiān)測不僅涉及軟件編碼的安全性，也涉及整個軟件運行環(huán)境的安全性。從最初的代碼編寫到后期的維護更新，軟件的每一個環(huán)節(jié)都需要經過嚴格的安全性檢測[6]。此外，面對并應對軟件安全問題，我們不僅要注重對外部威脅的防御，也要加強內部安全管理。加強員工的安全意識教育，定期對員工進行網絡安全知識的培訓，防止因操作失誤導致的安全事故。同時，建立健全的內部安全審計和監(jiān)控機制，對系統(tǒng)操作進行實時監(jiān)控，保障系統(tǒng)的內在安全。為了實現(xiàn)軟件的最高安全性，需要在軟件設計之初就將安全性作為一項基本需求加以考慮，應用安全編程規(guī)范和安全框架。采取加密技術構建安全的數據傳輸和存儲機制，保障數據的機密性與完整性，避免數據泄露和非法篡改。當前，隨著云計算、大數據、物聯(lián)網等新興技術的發(fā)展應用，電網調度自動化系統(tǒng)面臨的安全挑戰(zhàn)也在不斷增加。因此，除了加強反病毒與軟件安全性檢測外，還應積極探索人工智能、機器學習在電網調度自動化系統(tǒng)安全防護中的應用，借助先進技術提高系統(tǒng)的安全防御能力。

4 結語

電網調度自動化系統(tǒng)通過其強大的數據信息功能和系統(tǒng)運行功能，保障了電力系統(tǒng)的高效和可靠運行。系統(tǒng)的通信網絡體系則為這些功能的實現(xiàn)提供了堅實的支撐。隨著技術的不斷進步，電網調度自動化系統(tǒng)將會更加智能化、網絡化，為電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展提供強有力的技術支持。