調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)探討

王洋 浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 310058

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)探討

王洋 浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 310058

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)目前運(yùn)用的設(shè)備管理、安全管理、運(yùn)行管理等方面存在一定的安全隱患，必須嚴(yán)格撥號(hào)上網(wǎng)用戶(hù)的管理，采用更完善的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全技術(shù)措施和管理措施，建立完備的電力安全防護(hù)體系，才能確保電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以保護(hù)企業(yè)的信息資源不受侵害。

調(diào)度自動(dòng)化；系統(tǒng)安全；防護(hù)技術(shù)

通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電力市場(chǎng)的高速發(fā)展，為電力企業(yè)帶來(lái)了成本降低、效率提高、業(yè)務(wù)開(kāi)拓和形象提升等諸多好處，在調(diào)度中心、集控中心、變電站、小水電、用戶(hù)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換也越來(lái)越頻繁，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成也越來(lái)越復(fù)雜。這對(duì)調(diào)度中心二次系統(tǒng)的安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性提出了新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時(shí)也使得電力調(diào)度二次系統(tǒng)的安全防護(hù)問(wèn)題成為調(diào)度中心日常工作中的重要內(nèi)容。

一、能量管理系統(tǒng)(SCAD/ EMS)及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

1.系統(tǒng)業(yè)務(wù)及特點(diǎn)

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)iES-500u能量管理系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、PAS高級(jí)應(yīng)用軟件、WEB模塊、調(diào)度員仿真培訓(xùn)(DTS)軟件，系統(tǒng)從廠站接收遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，這類(lèi)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，每秒都有數(shù)據(jù)傳輸：同時(shí)向廠站發(fā)送遙控、遙調(diào)、校時(shí)命令及計(jì)劃數(shù)據(jù)，這類(lèi)數(shù)據(jù)可靠性要求較高，與電網(wǎng)安全直接相關(guān)。而調(diào)度員仿真培訓(xùn)(DTS)軟件從主站系統(tǒng)取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

根據(jù)安全分區(qū)的原則，結(jié)合調(diào)度中心應(yīng)用系統(tǒng)和功能模塊的特點(diǎn)，調(diào)度自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)、PAS系統(tǒng)屬于生產(chǎn)控制大區(qū)，生產(chǎn)控制類(lèi)中的基于TCP/IP的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率要求不高，數(shù)據(jù)流基本恒定，但業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，其中遙控遙調(diào)更與電網(wǎng)安全直接相關(guān)，可靠性要求較高；與計(jì)費(fèi)相關(guān)的電力市場(chǎng)業(yè)務(wù)對(duì)安全性有特殊要求，不僅要求可靠，原始數(shù)據(jù)還要求保密。WEB模塊屬于管理信息大區(qū)，調(diào)度員仿真培訓(xùn)模擬系統(tǒng)(DTS)屬于非控制區(qū)，從應(yīng)用范圍來(lái)看，生產(chǎn)控制類(lèi)業(yè)務(wù)分布在各網(wǎng)地調(diào)及大量發(fā)電廠和變電站，屬于較特殊的一類(lèi)窄帶業(yè)務(wù)。

2.數(shù)據(jù)交換方式

主站各工作站、服務(wù)器通過(guò)100M／10M自適應(yīng)HUB互連，系統(tǒng)的主服務(wù)器設(shè)計(jì)為帶磁盤(pán)陣列的雙備冗余結(jié)構(gòu)，互為熱備用，在單點(diǎn)故障的情況下系統(tǒng)能夠不間斷可靠運(yùn)行，無(wú)論是主機(jī)或通道出現(xiàn)故障，均可通過(guò)主／備切換來(lái)保證通信和數(shù)據(jù)的完整性；但在兩臺(tái)服務(wù)器均故障或磁盤(pán)陣列故障時(shí)，系統(tǒng)將不能正常運(yùn)行。一旦調(diào)度主站數(shù)據(jù)出現(xiàn)意外災(zāi)難，系統(tǒng)將崩潰。

系統(tǒng)提供了需進(jìn)行身份認(rèn)證的撥號(hào)訪問(wèn)供遠(yuǎn)程維護(hù)的需要。

調(diào)度WEB服務(wù)模塊通過(guò)經(jīng)國(guó)家認(rèn)證的正向型網(wǎng)絡(luò)隔離裝置從調(diào)度自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，web服務(wù)器又通過(guò)硬件防火墻與局域網(wǎng)相連，把信息傳至其它部門(mén)。

3.安全防護(hù)技術(shù)

SCADA/EMS系統(tǒng)的物理邊界有4個(gè)：撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)（遠(yuǎn)程維護(hù)）邊界、傳統(tǒng)專(zhuān)用遠(yuǎn)動(dòng)通道、縱向網(wǎng)絡(luò)邊界、橫向邊界。采取的措施有：

(1)撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)邊界采用身份驗(yàn)證功能；

(2)傳統(tǒng)專(zhuān)用遠(yuǎn)動(dòng)通道暫不考慮其它安全問(wèn)題：

(3)SCADA系統(tǒng)與WEB發(fā)布模塊邊界，安裝了經(jīng)過(guò)國(guó)家認(rèn)證的正向型網(wǎng)絡(luò)隔離裝置；WEB發(fā)布模塊與局域網(wǎng)之間安裝了硬件防火墻。

(4)SCADA系統(tǒng)和DTS模塊之間安裝了硬件防火墻。

(5)結(jié)構(gòu)調(diào)整，結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)是生產(chǎn)控制大區(qū)中業(yè)務(wù)系統(tǒng)原由WEB功能和數(shù)據(jù)的外移。

(6)新建SCADA、AVC等具有控制功能的業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)支持電力調(diào)度數(shù)字證書(shū)實(shí)現(xiàn)加密認(rèn)證。對(duì)已有系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)逐步進(jìn)行改造。

二、存在的問(wèn)題

1.設(shè)備管理方面

對(duì)各系統(tǒng)設(shè)置的專(zhuān)職維護(hù)人員沒(méi)有明確其對(duì)設(shè)備的安全維護(hù)職責(zé)，沒(méi)有嚴(yán)格限制在系統(tǒng)計(jì)算機(jī)上做任何與系統(tǒng)無(wú)關(guān)的事情，沒(méi)有提供必要的工具對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，保證系統(tǒng)安全、非間斷運(yùn)行。

2.安全管理方面

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)主要包括能量管理系統(tǒng)、電力應(yīng)用軟件、調(diào)度員仿真培訓(xùn)、調(diào)度防誤操作系統(tǒng)。不同系統(tǒng)之間存在著信息資源的交互，對(duì)外開(kāi)放的功能較多，如一些不需要使用且不安全的系統(tǒng)功能FTP服務(wù)、www服務(wù)和telnet服務(wù)等，這些服務(wù)的開(kāi)放，在客觀上降低了整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平；同時(shí)由于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不同的使用者對(duì)安全的理解存在差異，采取的安全措施存在差別。有些地方為了使用方便，采取一些不符合規(guī)定的方法，將連接在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)和外網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)相連，大大降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全水平。

3.運(yùn)行管理方面

以往應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)施，較多地考慮到應(yīng)用層面上的安全，例如雙機(jī)熱備、系統(tǒng)冗余等，較少?gòu)倪\(yùn)行管理上考慮到系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全，沒(méi)有制定一定的運(yùn)行管理制度.如網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)管理制度、運(yùn)行維護(hù)制度和使用管理制度等，造成改變網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)變更的隨意性。

三、安全技術(shù)措施

1.由于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的特殊性，僅保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須同時(shí)保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和不可否認(rèn)性。對(duì)于從外部撥號(hào)訪問(wèn)的用戶(hù)，必須嚴(yán)格控制其安全性。首先，應(yīng)嚴(yán)格限制撥號(hào)上網(wǎng)用戶(hù)所訪問(wèn)的系統(tǒng)信息和資源；其次，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)撥號(hào)用戶(hù)的身份認(rèn)證，在身份驗(yàn)證過(guò)程中采用加密手段，減少用戶(hù)口令泄露的可能性。此外，還可在服務(wù)器上配置回?fù)芄δ埽薅硴芴?hào)用戶(hù)只能從特定電話(huà)撥入，特別是直接存取專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源的撥號(hào)帳號(hào)。

2.在網(wǎng)絡(luò)傳輸層，為了保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全，又能向外傳輸必要的數(shù)據(jù)，必須堅(jiān)持調(diào)度控制系統(tǒng)與調(diào)度生產(chǎn)系統(tǒng)之間、調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)與企業(yè)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OA/MIS)之間有效安全隔離，它們之間的信息傳輸只能采用單向傳輸?shù)姆绞健３２捎玫拇胧┌ǚ阑饓Α?zhuān)用網(wǎng)關(guān)（單向門(mén)）、網(wǎng)段選擇器等進(jìn)行有效隔離。另外在調(diào)度數(shù)據(jù)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)上，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，還可采取以下技術(shù)手段：網(wǎng)絡(luò)安全訪問(wèn)控制技術(shù)、加密通信技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)、備份和恢復(fù)技術(shù)。

3.在系統(tǒng)和應(yīng)用層面，包括計(jì)算機(jī)防病毒技術(shù)、采用安全的操作系統(tǒng)（達(dá)B2級(jí)）、應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵軟硬件及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的熱備份和冷備份等。防病毒技術(shù)和備份措施是通常采用的傳統(tǒng)安全技術(shù)，而安全的操作系統(tǒng)是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。

總之，調(diào)度自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)綜合性的課題，涉及技術(shù)、管理、使用等許多方面。而存在信息安全問(wèn)題，通過(guò)對(duì)整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)安全方案設(shè)計(jì)，建立嚴(yán)密的安全管理措施、可靠的安全策略以及高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)管理人才才能全面、實(shí)時(shí)地保證信息的完整性和正確性，從而能夠很好地滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全保密的需求，以確保電力調(diào)度系統(tǒng)和電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.22.073

王洋（1990-）男，研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。