關于電力調度自動化系統的安全防護思考

摘要：本文分析了電力調度自動化系統的安全防護措施，供大家參考。

關鍵詞：電力調度 自動化 安全防護

0 引言

電力生產與發展是國民經濟發展的動脈，其安全問題的重要性不言而喻。隨著通訊技術、網絡技術和電力市場的發展，在調度中心、集控中心、變電站、小水電、用戶之間進行的數據交換也越來越頻繁，系統的網絡組成也越來越復雜。這對調度中，二次系統的安全性、可靠性、實時性提出了新的嚴峻挑戰，同時也使得電力調度二次系統的安全防護問題成為調度中心日常工作中的重要內容。本文依據國電《全國電力二次系統安全防護總體方案》的要求，并根據地區級電業局電力調度二次系統安全防護實施的具體情況，對電力調度二次系統安全防護策略、技術方案及其應用作簡單闡述。

1 安全防護體系依據

電網二次系統可分為三種類型：第一為實時系統，第二為生產管理系統，第三為電力信息系統。這三類系統的安全等級根據排名依次遞減。電力二次系統安全防護方案根據電力系統的特點及各相關業務系統的重要程度、數據流程、目前狀況和安全要求，將整個電力二次系統分為四個安全區：I實時控制區、II非控制生產區、III生產管理區、IV管理信息區。其中安全區I的安全等級最高，安全區II次之，其余依次類推。不同的安全區要求具備不同的安全防護，需要實現不同的安全等級和防護水平、隔離強度。電力二次系統網絡隔離目標是確保電力實時閉環監控系統及調度數據網絡的安全，抵御黑客、病毒、惡意代碼等通過各種形式對系統發起的惡意破壞和攻擊，防止由此導致一次系統事故或大面積停電事故，及二次系統的崩潰或癱瘓。

2 地區級電業局調度自動化網絡體系狀況

各地區級電業局調度自動化系統一般包括變電站監控系統、調度主站系統、PAS系統(含AVC功能)、PMS系統、遠程抄表系統、DMIS系統、繼保故障信息系統和集控中心系統。調度自動化系統內部為雙網冗余結構，由兩套前置機組、兩臺主服務器和若干工作站組成，WIN2000操作系統和SQL2000數據庫，系統內采用NETBUI協議。采用NETBUI協議傳實時數據、歷史數據、報表和操作到第三服務器，然后通過第三服務器的第三塊網卡連接到局內辦公管理MIS網，進行實時數據和歷史數據、報表的WEB發布。地區級電業局電力調度二次系統安全防護的實現安全區的劃分。

2.1 安全區I：實時控制區 安全保護的核心凡是具有實時監控功能的系統或其中的監控功能部分均應屬于安全區I。電網調度自動化系統中的變電站監控系統、地調和集控SCADA系統(及以后規劃需要運行的PAS系統<含AVC功能>、配網自動化系統<含實時控制功能>)屬于安全區I。其面向的使用者為調度員、繼保工程師和運行操作人員，數據實時性為秒級，外部邊界的通信均經由SPDnet的實時VPN。

2.2 安全區Ⅱ：非控制實時業務區 不直接進行控制但和電力生產控制有很大關系，短時間中斷就會影響電力生產的系統均屬于安全區Ⅱ。屬于安全區Ⅱ的典型系統為電量采集系統、繼保故障信息系統。其面向的使用者為運行方式、計劃工作人員。數據的實時性是分級、小時級、日、月甚至年。該區的外部通信邊界為SPDnet的非實時VPN。

2.3 安全區lII：生產管理區 該區的系統為進行生產管理的系統，現有系統為DMIS系統。該區中公共數據庫內的數據可提供運行管理人員進行web瀏覽。該區的外部通信邊界為電力數據通信網SPInet。

2.4 安全區IV：辦公管理系統 包括辦公自動化系統或辦公管理信息系統。該區的外部通信邊界為SPInet或因特網。

3 網絡安全技術對策

不同的網絡結構，應采用不同的安全對策。原則上，其他應用網絡所采用的安全策略都適用于調度自動化系統，但是由于調度自動化系統是一個具有專用通信網絡的信息實時傳輸處理的系統，因此必須考慮其實時性的要求。

3.1 提高網絡操作系統的可靠性 操作系統是計算機網絡的核心，應選用運行穩定、具有完善的訪問控制和系統設計的操作系統，若有多個版本供選擇，應選用用戶少的版本。筆者認為在目前條件許可的情況下，可選用U—NIX或LINUX。不論選用何種操作系統，均應及時安裝最新的補丁程序，提高操作系統的安全性。

3.2 防病毒 防病毒分為單機和網絡兩種。隨著網絡技術的快速發展，網絡病毒的危害越來越大，因此，必須采用單機和網絡防毒結合的防毒體系。單機防毒程序安裝在工作站上，保護工作站免受病毒侵擾。主機防護程序安裝在主機上，主機的操作系統可以是WINDOWS、UNIX、LINUX等。群件防毒程序安裝在Exchange、Lotus等群件服務器中。防病毒墻安裝在網關處，對出入網關的數據包進行檢查，及時發現并殺死企圖進入內網的網絡病毒。防毒控管中心安裝在某臺網絡的機器上，主要用以監控整個網絡的病毒情況，由于網絡中多臺機器安裝了防病毒程序，每臺機器都要進行定期升級，比較麻煩，防毒控管中心可以主動升級，并把升級包通過網絡分發給各個機器，完成整個網絡的升級。

3.3 防火墻 防火墻可以阻斷非法的數據包，屏蔽針對網絡的非法攻擊，阻斷黑客人侵。防火墻分為包過濾、狀態檢測和應用級3種。包過濾技術的速度最快，但安全性最差；應用級防火墻技術的安全性高，但速度慢、需要人工參與；狀態檢測防火墻技術速度快、安全性高，是流行的防火墻技術。防火墻一般分為：①硬件防火墻：部分算法采用硬件芯片實現，其優點是速度快、性能好；缺點是價格較高，升級不太靈活。主要品牌有NetScreen等。②軟件外掛式防火墻：特點是純軟件方式，優點是便于升級，價格低；缺點是速度低，品牌是CheckPoint。③內嵌式防火墻：與純軟件防火墻不同的是防火墻軟件與操作系統緊密結合，因此，其性能高于純軟件防火墻，同時，升級比硬件防火墻更為方便。價格比較適中。內嵌式防火墻的硬件平臺主要采用工業標準的高性能服務器。

3.4 物理隔離 物理隔離是在物理線路上進行隔離，是一種最安全的防護技術。大體可分成單機物理隔離、隔離集線器和網際物理隔離3類。①單機物理隔離：分為內置隔離卡和外置隔離器。隔離卡安裝在機器內部，安裝和使用比較麻煩，切換內外網時需要重新啟動，但安全性最高。隔離卡又分為單硬盤物理隔離卡和雙硬盤物理隔離卡。隔離器是外置設備，安裝很簡單，使用起來十分方便，缺點是安全性不如隔離卡高。②隔離集線器：不需要改變布線結構，單網線到桌面。可以同時接人多個工作站，使用方便。③網際物理隔離：物理隔離器可以完成外網信息的搜集、轉發和內網發布3個工作環節，在轉發的過程中需要重新啟動隔離傳送器。適合實時性要求不高的部門的外網接口處。一般情況下，防火墻設置會導致信息傳輸的明顯延時，因此，在電力調度自動化系統中，必須考慮系統的實時性要求，建議采用實時系統專用的防火墻組件，以降低通用防火墻軟件延時帶來的影響，如東方電子DF—NS 310。

4 其他防護措施

在日常生產管理工作中，我們還可通過加強數據與系統定期備份管理、完善防病毒措施、從安全配置、安全補丁、安全主機加固三個方面加強主機防護等措施，進一步完善安全防護工作。由于各種歷史原因以及長期以來形成的習慣等，造成了電力調度二次系統中存在不少安全隱患，其安全防護工作將是一項長期而艱巨的任務。各地區電業局應根據“30號令”和《方案》的總體要求和技術原則，制定適合本局的電力調度二次系統的安全防護總體方案，從技術上細化諸多具體方案并逐步實施，部署最新的網絡安全設備，進行相關系統的改造和開發等工作；同時還必須從管理上加強對技術、設備與人的綜合管理，規避安全風險。

5 結束語

隨著電力市場的引入，更多的市場參與者要求能夠使用調度自動化系統進行信息上報和查詢等操作，這就對智能調度系統的信息安全防護能力提出了更高的要求。盡管國家經貿委和電監會已經出臺了相關技術規定，但是可以預計電力二次系統安全防護問題將面臨更多的挑戰。“智能調度”系統將能夠滿足客戶在信息安全防護能力方面更高的需求。