電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全技術(shù)及其應(yīng)用

劉燁 石倩

摘 要：近年來，隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，提高電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全防護(hù)水平越來越重要。。在地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)控過程中，相關(guān)供電企業(yè)必須充分考慮自身的具體情況，創(chuàng)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估體系，評估風(fēng)險(xiǎn)因素，并制定科學(xué)合理的處理措施。企業(yè)提高電網(wǎng)運(yùn)行的重視程度，對重點(diǎn)危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行控制，從而保證電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是為生產(chǎn)控制大區(qū)服務(wù)的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，承載電力實(shí)時(shí)控制、在線生產(chǎn)交易等業(yè)務(wù)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，是安全防護(hù)的重點(diǎn)與核心，是電力生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，能直接實(shí)現(xiàn)對電力一次系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全非常重要。調(diào)度自動化人員努力構(gòu)建柵格狀的安全防護(hù)體系，遵循《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》及《配電監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)方案》的要求，參照“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的原則，提高調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全防護(hù)水平，有效避免因網(wǎng)絡(luò)攻擊的方式造成的電網(wǎng)事故。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng);安全技術(shù);應(yīng)用

引 言

隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展和社會對電網(wǎng)智能化的要求不斷提高，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集精度不斷提高，數(shù)據(jù)量也大幅增長，這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確決定電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，數(shù)據(jù)的質(zhì)量變得越來越重要。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)作為電力調(diào)度的安全保障，在設(shè)計(jì)過程中遵循的原則主要有以下 4 點(diǎn)：安全區(qū)域的劃分，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)專用，進(jìn)行橫向隔離，實(shí)現(xiàn)縱向認(rèn)證。在滿足上述幾項(xiàng)原則后，就基本建立了電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全防護(hù)體系，最大限度地避免數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)出現(xiàn)突然中斷的情況，進(jìn)而對網(wǎng)點(diǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響。同時(shí)，上述原則還能夠保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的外部防護(hù)級別，防止數(shù)據(jù)網(wǎng)遭到惡意攻擊導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，以及在數(shù)據(jù)傳輸過程中遭到病毒攻擊而導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露。電力系統(tǒng)相關(guān)負(fù)責(zé)人員必須重視電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全防護(hù)工作，一旦電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)癱瘓，將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)各方面的正常運(yùn)作。

1、電力調(diào)度數(shù)據(jù)的基本傳輸方案

經(jīng)過長時(shí)間的建設(shè)和發(fā)展，目前我國的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)逐漸趨于成熟，建立了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈Ｒ虼?，在電力調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸過程中，相關(guān)工作人員只需要重點(diǎn)解決子站采集終端和電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的通信問題即可。從具體操作來看，子站的采集終端和電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信過程中使用的通信電纜一般情況下都會使用超五類屏蔽雙絞網(wǎng)線。同時(shí)，由于變電站的電纜溝中強(qiáng)電電纜和弱電電纜混雜，強(qiáng)電電纜會對數(shù)據(jù)傳輸工作造成一定的干擾。鑒于這種情況，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，工作人員需要采用標(biāo)準(zhǔn)568B線序壓制網(wǎng)線，同時(shí)在網(wǎng)線鋪設(shè)的過程中使用建筑專用的絕緣電工套管，從而全面化解強(qiáng)電對網(wǎng)線的干擾影響。針對220kV的變電站，工作人員還需要鋪設(shè)中調(diào)和地調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)線各一根。此外，在采集終端配置的過程中，采集終端需要按照電力調(diào)度自動化分配的能量采集系統(tǒng)子站配置非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)IP以開展綜合配置工作，并配置好相應(yīng)的子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)地址。同時(shí)，相關(guān)工作人員還需要配置與能量采集系統(tǒng)主站通信相匹配的前置IP地址。在縱向加密設(shè)備配置方面，工作人員需要導(dǎo)入地面調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)證書，并配置好相應(yīng)的密通隧道和策略，同時(shí)需要在中調(diào)縱向加密設(shè)備中進(jìn)行相應(yīng)的配置。

2、電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)化

2.1 SDN 控制器中的拓?fù)錁?gòu)建方案。在 SDN 控制器發(fā)展初期，由于應(yīng)用場景較為簡單，SDN 控制器與設(shè)備之間通常采用全連接的方式，即SDN 控制器與每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接相連，SDN 控制器通過主動向設(shè)備發(fā)送查詢消息或設(shè)備主動上報(bào)自身網(wǎng)元信息的方式形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹２贿^這種全連接的方式僅試用于小型網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)楫?dāng)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)元數(shù)量較多時(shí)，這兩種方式都顯示出不足。對于設(shè)備上報(bào)這種方式，其設(shè)備信息數(shù)據(jù)的上報(bào)采用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，雖然這種方式可以使設(shè)備在較短的時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的發(fā)送，但由于發(fā)送設(shè)備不關(guān)心控制器是否收到這些數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也沒有流量控制和擁塞控制，若 SDN 控制器無法實(shí)時(shí)處理如此大量的數(shù)據(jù)，必然會導(dǎo)致部分報(bào)文信息因超時(shí)而被丟棄，使得 SDN 控制器無法實(shí)時(shí)生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。而對于采?SDN 控制器主動查詢的方式，控制器與設(shè)備之間通常采用傳輸控制協(xié)議 進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸，在這種方式中 SDN 控制器與終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前通常要經(jīng)過 3 次應(yīng)答過程，在通信雙方均收到確認(rèn)（ acknowledgment，ACK） 消息后再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，任何一方無應(yīng)答都要進(jìn)行超時(shí)等待，這種方式雖然保證了信息的有效傳輸，但由于過程復(fù)雜使得每個(gè)站點(diǎn)完成信息傳輸所用時(shí)間較長，若網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大會使 SDN 控制器構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臅r(shí)間大幅度增加，同樣無法實(shí)時(shí)生成 SDN 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

2.2專網(wǎng)專用的建設(shè)。從互聯(lián)網(wǎng)地址構(gòu)架方面看，專用網(wǎng)絡(luò)遵守的互聯(lián)網(wǎng)規(guī)范為RFC1918和RFC4193，依照IP協(xié)議中應(yīng)用的私有IP地址的網(wǎng)絡(luò)。這些私有網(wǎng)絡(luò)無法直接與互聯(lián)網(wǎng)相連，往往需要使用特定的公網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)后才能夠使用。因此，需要一個(gè)專門的光纖通道進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搭載，進(jìn)而完成高效的數(shù)據(jù)傳輸。通過專網(wǎng)專用的方式能夠最大限度地提升電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全防護(hù)等級，這種與互聯(lián)網(wǎng)間接相連的方式避免了網(wǎng)絡(luò)被肆意破壞和攻擊，從根源上提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。這種專網(wǎng)專用的方式雖然成本較高，但是對于電力調(diào)度數(shù)據(jù)安全性的保障非常明顯，同時(shí)目的也非常明確。針對專網(wǎng)專用的設(shè)計(jì)，必須嚴(yán)格遵守電力系統(tǒng)相應(yīng)的防護(hù)措施和國家的相應(yīng)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)工作開始前向相關(guān)通信部門進(jìn)行報(bào)備處理，最終實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的自動化管理。

2.3建設(shè)智能變電站。建設(shè)智能變電站，不僅需要信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，還應(yīng)配置智能傳感器等設(shè)備，使變電站可以快速準(zhǔn)確的分析運(yùn)行參數(shù)，有助于變電站在智能化狀態(tài)下，可以提高變電站的調(diào)度效率。同時(shí)給予電力調(diào)度系統(tǒng)良好的安全保障。此外智能變電站在運(yùn)行過程中，會向用戶提供滿足需求的電力資源，有效控制變電站的運(yùn)行成本。智能變電站應(yīng)用上述技術(shù)的同時(shí)，還會充分利用智能預(yù)防技術(shù)、檢測技術(shù)等，使電力系統(tǒng)具備監(jiān)控和調(diào)度等功能，從而有效預(yù)防潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。一旦出現(xiàn)安全問題，變電站智能系統(tǒng)，會在第一時(shí)間按照解決方案處理問題。

2.4提高調(diào)度人員事故處理能力。電力系統(tǒng)需要工作人員操作相應(yīng)的設(shè)備和系統(tǒng)，以便進(jìn)行電力調(diào)度工作。提高工作人員的技術(shù)水平、專業(yè)素養(yǎng)，才能降低電力調(diào)度工作中引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)的概率。電力企業(yè)應(yīng)組織人員進(jìn)行培訓(xùn)，在培訓(xùn)中加強(qiáng)人員的技能培訓(xùn)，還包括系統(tǒng)故障處理等，使工作人員具備專業(yè)操作能力，并且在規(guī)范的流程中嚴(yán)格操作，才能降低發(fā)生安全事故的概率。在電力調(diào)度工作中，通過行為控制和技術(shù)控制，有助于提高調(diào)度人員事故處理能力。在行為控制方面，需要工作人員針對出現(xiàn)的問題實(shí)施處理措施，在技術(shù)控制方面，運(yùn)用調(diào)度技術(shù)減少操作失誤引發(fā)的事故。

結(jié) 語

電力調(diào)度是電力系統(tǒng)重要的組成部分，電力企業(yè)應(yīng)運(yùn)用智能化技術(shù)、配置專業(yè)的調(diào)度設(shè)備，同時(shí)加大工作人員的技術(shù)培訓(xùn)，要求人員按照統(tǒng)一的流程規(guī)范操作，并且提高設(shè)備專業(yè)化操作水平，使設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，才能降低安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，有助于電力調(diào)度工作安全平穩(wěn)的進(jìn)行。

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