芻議物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)安全問(wèn)題

汪亞霖

摘要：智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要意義，通過(guò)建立智能網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了電力生產(chǎn)、運(yùn)輸、應(yīng)用的智能化、自動(dòng)化，提高了電力系統(tǒng)的工作效率，提升了電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，同時(shí)降低了電網(wǎng)的運(yùn)行成本，對(duì)電力產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)起到了巨大的促進(jìn)作用。智能電網(wǎng)作為最大的物聯(lián)網(wǎng)之一，充分融合了信息通信和智能電網(wǎng)，借助對(duì)數(shù)據(jù)的采集、分析，更智能的控制電網(wǎng)的運(yùn)行。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)諸多便利的同時(shí)，也有著不可忽視的安全問(wèn)題和挑戰(zhàn)，文中從闡述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系構(gòu)架入手，對(duì)智能電網(wǎng)的功能進(jìn)行分析，對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)進(jìn)行深入探究，發(fā)現(xiàn)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的智能電網(wǎng)存在安全和挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能電網(wǎng);安全問(wèn)題;安全挑戰(zhàn)

中圖分類號(hào)：TP393.08;TP212.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）03-0068-02

0引言

智能電網(wǎng)是利用先進(jìn)的測(cè)量和傳感技術(shù)，通過(guò)借助新材料制造的設(shè)備技術(shù)，采用最優(yōu)化的控制方法和決策支持系統(tǒng)技術(shù)，建立在通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的具有高度的信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化的統(tǒng)一智能化電網(wǎng)[。智能電網(wǎng)的應(yīng)用過(guò)程中不僅可以保障電網(wǎng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，同時(shí)還有效的降低了電網(wǎng)的運(yùn)行成本，在保證供電質(zhì)量的同時(shí)，大大的提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。而作為信息技術(shù)中重要組成部分的物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)將物理和網(wǎng)絡(luò)信息的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能化管理。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)有機(jī)結(jié)合，可以更有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集和測(cè)量工作，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳送，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的診斷和控制，提高供電的質(zhì)量。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的推動(dòng)下應(yīng)運(yùn)而生的新技術(shù)，通過(guò)二維碼、電子標(biāo)簽等設(shè)備的支持，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和接口進(jìn)行連接，從而構(gòu)建的智能網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)溝通人、物或物、物之間的進(jìn)行對(duì)話，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交換等多種智能活動(dòng)，可以對(duì)物體進(jìn)行有效的識(shí)別和定位，對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤和管理。物聯(lián)網(wǎng)作為全新的技術(shù)概念，在諸多領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用，大大的推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，提高了社會(huì)生產(chǎn)效率，促進(jìn)了社會(huì)資源的有效分配。在電力產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的有機(jī)融合，可以極大地推動(dòng)智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，為電力產(chǎn)業(yè)帶來(lái)不可估量的積極作用。

作為具有開(kāi)放性的智能網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)需要大量的技術(shù)支持，物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集、信息交流和信息應(yīng)用構(gòu)成了整體的技術(shù)架構(gòu)。為了保障物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)高效運(yùn)行，射頻識(shí)別技術(shù)、信息技術(shù)、物流管理技術(shù)以及中間件等技術(shù)缺一不可。其中最重要的關(guān)鍵技術(shù)即智能處理技術(shù)、感知技術(shù)和信息傳遞技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)借助傳感器、攝像頭等設(shè)備，利用射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)的開(kāi)展信息采集，同時(shí)搭載互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)將信息進(jìn)行有效傳遞，對(duì)采集來(lái)的大量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理后，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效控制。總結(jié)來(lái)說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是通過(guò)數(shù)據(jù)采集、信息傳遞、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)智能化管理的過(guò)程。

2智能電網(wǎng)的功能分析

智能電網(wǎng)通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息通訊技術(shù)的運(yùn)用，可以有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，不僅在發(fā)電、輸電、變電、用電的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，還具備自愈、抵御攻擊、實(shí)現(xiàn)參數(shù)動(dòng)態(tài)測(cè)量、提供預(yù)警信息處理等優(yōu)勢(shì)。智能電網(wǎng)在提高電能利用效率的同時(shí)，通過(guò)對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制可以實(shí)現(xiàn)在原有的輸配電基礎(chǔ)上減少電能的損耗，保障供電的質(zhì)量，提升了供電的安全性和穩(wěn)定性，是智能化和自動(dòng)化在電力系統(tǒng)應(yīng)用的高度體現(xiàn)。

但是，要保障智能電網(wǎng)智能體系的實(shí)現(xiàn)，充分發(fā)揮其功能，就離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持。如通過(guò)智能用電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)實(shí)施全面有效的監(jiān)測(cè)，將用戶的用電需求及時(shí)進(jìn)行反饋，掌握電網(wǎng)的運(yùn)行情況，及時(shí)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù).電力需求進(jìn)行電力調(diào)度，可以有效提高供電的可靠性，降低電力的損耗。諸如此類通過(guò)遠(yuǎn)程控制提高輸配電的質(zhì)量的功能還有很多，發(fā)電階段根據(jù)智能電網(wǎng)可以包容何種不同發(fā)電形式的接入，充分引進(jìn)可再生能源發(fā)電等電力入網(wǎng);輸電階段實(shí)現(xiàn)線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)、桿塔防護(hù)、設(shè)備管理;變電階段的智能巡檢、高壓電氣設(shè)備狀態(tài)感知;配電階段實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化、可視化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理、電力設(shè)施防護(hù)預(yù)警;用電階段實(shí)施智能用電、用電信息采集、能效監(jiān)測(cè)管理等，智能電網(wǎng)的功能在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)還有很多，這都離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大力支持[3]。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)技術(shù)

首先要提到的就是智能電網(wǎng)中最基本的技術(shù)，即參數(shù)測(cè)量技術(shù)。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的參數(shù)測(cè)量技術(shù)在智能電網(wǎng)中被廣泛運(yùn)用，通過(guò)對(duì)有效數(shù)據(jù)的獲取，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的參數(shù)信息，為智能電網(wǎng)提供最基本的數(shù)據(jù)支持。

其次是智能電網(wǎng)通信技術(shù)。智能電網(wǎng)想要實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的可靠性，就要具備良好的通信系統(tǒng)，這就離不開(kāi)智能電網(wǎng)通信技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)可以有效的保障數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)獲取信息的雙向性，同時(shí)保障了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送，大大的提高了智能電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

再次是智能電網(wǎng)調(diào)度和信息安全技術(shù)。這是智能電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是影響信息智能優(yōu)化決策能力的重要因素。物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)技術(shù)、傳感節(jié)點(diǎn)安全接入技術(shù)等都影響著智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

最后是分布式能源接入技術(shù)。分布式能源是指區(qū)別于傳統(tǒng)發(fā)電方式的能源利用方式，如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，通過(guò)建立多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)，再通過(guò)分布式管理來(lái)進(jìn)行電力工作的智能化系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)用電用戶反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，選擇最安全經(jīng)濟(jì)的輸配電方式4。

4物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)安全問(wèn)題

4.1信息隱私性

在通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行信息采集時(shí)，通信系統(tǒng)大多利用公共通信結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)展工作，家庭能源消耗情況容易被竊取;同時(shí)根據(jù)家庭電表和智能家電生成的數(shù)據(jù)，會(huì)對(duì)家庭用戶的生活情況產(chǎn)生泄露。

4.2數(shù)據(jù)真實(shí)性

智能電網(wǎng)之所以能夠保障經(jīng)濟(jì)性、智能性，依靠的就是可靠的數(shù)據(jù)，但是在運(yùn)行的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)盜用智能電表的身份，以未授權(quán)的方式進(jìn)行登錄，使被盜用的智能電表支付能源消耗;同時(shí)在數(shù)據(jù)交換的過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改極易導(dǎo)致電網(wǎng)超載。

4.3控制嚴(yán)密性

授權(quán)和控制訪問(wèn)工作在智能電網(wǎng)運(yùn)行中要引起足夠重視，防止由于對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控出現(xiàn)漏洞，從而導(dǎo)致的損害電網(wǎng)安全性的事件，甚至出現(xiàn)對(duì)設(shè)備資產(chǎn)的破壞。

4.4網(wǎng)絡(luò)安全性

惡意代碼等網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題對(duì)數(shù)據(jù)可靠性的損害是不可估量的，特別是具有遠(yuǎn)程操控能力的智能系統(tǒng)，保障網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)重要。作為最大的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)，智能電網(wǎng)中很多運(yùn)行的設(shè)備是不防篡改的設(shè)備，所以軟件感染和惡意代碼對(duì)智能電網(wǎng)的運(yùn)行安全具有極大威脅。

5物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)安全挑戰(zhàn)

智能電網(wǎng)具有覆蓋范圍廣的優(yōu)勢(shì)，這就導(dǎo)致了身份驗(yàn)證、授權(quán)管理等工作面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn);并且由于其涉及的設(shè)備眾多，大規(guī)模的設(shè)備部署導(dǎo)致難以進(jìn)行設(shè)備保護(hù)，設(shè)備的訪問(wèn)安全也成為管理中的巨大挑戰(zhàn);對(duì)于已部署在通信困難的設(shè)備和系統(tǒng)，很難用新的系統(tǒng)進(jìn)行替換，無(wú)法解決遺留的安全問(wèn)題更是需要應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)：智能電網(wǎng)中涉及的大量設(shè)備具有明顯的差異性，所以通信的有效性和互操作性也急需解決，只有實(shí)現(xiàn)指令有效，設(shè)備支持才能保證信息交換的通暢。

6保障物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)安全

要充分保障職能電網(wǎng)的安全，首先要完善身份驗(yàn)證，保障智能系統(tǒng)具有保密性，才能有效的保障數(shù)據(jù)的機(jī)密性和用戶的隱私;其次是要不斷進(jìn)行設(shè)備的測(cè)試工作和技術(shù)的升級(jí)工作，保障數(shù)據(jù)的傳輸，提高數(shù)據(jù)的可靠性和有效性;嚴(yán)格控制授權(quán)和訪問(wèn)權(quán)限，對(duì)完善設(shè)備配置，加強(qiáng)設(shè)備管理，更新通信技術(shù)，增加通信覆蓋，建立真實(shí)系統(tǒng)的設(shè)備網(wǎng)，保障設(shè)備防御功能的堅(jiān)不可摧[5]。

7結(jié)束語(yǔ)

信息化發(fā)展的重要標(biāo)志之一就是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益是巨大的，真正的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，提高電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和分析能力，保障智能電網(wǎng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行是永不能停的探索課題，所以，關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)安全存在的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，才能不斷在實(shí)踐應(yīng)用中提出更多的完善辦法，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)安全，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更大的智能技術(shù)支持。

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