基于電力通信網(wǎng)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全傳輸

劉艷琰

摘要：電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全傳輸是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，因此課題對(duì)電力數(shù)據(jù)的傳輸方案及安全防護(hù)兩方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以保證了電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全可靠傳輸。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng);安全傳輸;安全防護(hù)

引言

現(xiàn)階段，隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷提升，以電力資源為基礎(chǔ)的各種基礎(chǔ)設(shè)施的重要性逐漸被越來(lái)越多的人關(guān)注。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)更是企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心，承擔(dān)著電廠和網(wǎng)局之間的通信工作，是二者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和業(yè)務(wù)往來(lái)的基礎(chǔ)。在這種情況下，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在傳輸過(guò)程中的安全性成為相關(guān)人員關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全防護(hù)措施可以有效避免數(shù)據(jù)被惡意破壞，是電力系統(tǒng)工作人員在工作中重點(diǎn)優(yōu)化的部分。

1研究背景和意義

傳統(tǒng)的調(diào)度端與其管轄廠站間信息傳輸采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模擬/數(shù)字/撥號(hào)通道/網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)線，只能承載單一的系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸，未能實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)資源的共享，導(dǎo)致通道資源有很大程度的浪費(fèi)，通道資源的分配十分緊張;多條專(zhuān)線通道涉及的設(shè)備較多，設(shè)備維護(hù)工作量很大，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行可靠性不高。隨著一次系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模逐年擴(kuò)大、二次系統(tǒng)一體化及智能化的發(fā)展、各種信息遠(yuǎn)傳需求的增加，對(duì)地調(diào)及廠站之間大規(guī)模地、實(shí)時(shí)地、可靠的進(jìn)行信息交換、共享數(shù)據(jù)和資源的通道需求越來(lái)越多，傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式和轉(zhuǎn)發(fā)方式已無(wú)法滿(mǎn)足這一要求。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)，可構(gòu)建PMU、安穩(wěn)管理、繼電保護(hù)、水調(diào)自動(dòng)化、故障錄波、行波測(cè)距等系統(tǒng)接入的統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一技術(shù)的通信平臺(tái)，避免了各個(gè)系統(tǒng)分別建設(shè)自身網(wǎng)絡(luò)通道造成的投資浪費(fèi)和人力資源浪費(fèi)[1]。

2電力調(diào)度數(shù)據(jù)的基本傳輸方案

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的建設(shè)和發(fā)展，目前我國(guó)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(guò)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(wèn)題即可。從具體操作來(lái)看，子站的采集終端和電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信過(guò)程中使用的通信電纜一般情況下都會(huì)使用超五類(lèi)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(huì)對(duì)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(guò)程中使用建筑專(zhuān)用的絕緣電工套管，從而全面化解強(qiáng)電對(duì)網(wǎng)線的干擾影響。針對(duì)220kV的變電站，工作人員需要鋪設(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(guò)程中，采集終端需要按照電力調(diào)度自動(dòng)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(kāi)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(shū)，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]。

3電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全防護(hù)的具體設(shè)計(jì)

3.1安全區(qū)域的劃分

按照電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全設(shè)計(jì)基本原則，相關(guān)工作人員在具體措施上要對(duì)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全區(qū)域進(jìn)行細(xì)致劃分，將其分為生產(chǎn)大區(qū)和管理信息大區(qū)兩個(gè)方面。兩個(gè)大區(qū)的具體防護(hù)要求不盡相同，相關(guān)工作人員要根據(jù)實(shí)際情況建立防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)。在承擔(dān)具體職責(zé)方面，管理信息大區(qū)需要依照非實(shí)時(shí)子網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，主要業(yè)務(wù)為電力資源調(diào)度，同時(shí)負(fù)責(zé)雷暴天氣的檢測(cè)、電力統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成和制作以及自動(dòng)化服務(wù)系統(tǒng)和客戶(hù)服務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)等。生產(chǎn)大區(qū)的主要職責(zé)為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的維持，承擔(dān)變電站自動(dòng)化和安全自發(fā)動(dòng)控制等。與非實(shí)時(shí)子網(wǎng)相比，實(shí)時(shí)子網(wǎng)的安全防護(hù)等級(jí)更高，在安全區(qū)域細(xì)致化劃分的情況下，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全情況才能達(dá)到最佳狀態(tài)。

3.2專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用的建設(shè)

從互聯(lián)網(wǎng)地址構(gòu)架方面看，專(zhuān)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(wú)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(zhuān)門(mén)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(guò)專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)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(jí)，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省＿@種專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用的方式雖然成本較高，但是對(duì)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(duì)專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)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(guó)家的相應(yīng)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)工作開(kāi)始前向相關(guān)通信部門(mén)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(dòng)化管理[3]。

3.3電力數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)安全防護(hù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)安全防護(hù)應(yīng)遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的總體要求;安全Ⅱ區(qū)和安全Ⅲ區(qū)之間通過(guò)電力專(zhuān)用安全隔離裝置進(jìn)行隔離，安全Ⅱ區(qū)的數(shù)據(jù)通過(guò)電力專(zhuān)用正向物理隔離裝置同步到安全Ⅲ區(qū)，安全Ⅲ區(qū)的數(shù)據(jù)通過(guò)電力專(zhuān)用反向物理隔離裝置同步到安全Ⅱ區(qū);廠站數(shù)據(jù)接入應(yīng)通過(guò)縱向加密認(rèn)證;電能量采集系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互應(yīng)通過(guò)安全防護(hù)設(shè)備。CC2000A系統(tǒng)CIM模型和潮流數(shù)據(jù)傳輸至電能量采集系統(tǒng)時(shí)按照安全防護(hù)原則僅需經(jīng)過(guò)防火墻進(jìn)行邏輯隔離即可，但是為確保系統(tǒng)對(duì)CC-2000A不產(chǎn)生任何不良影響，CC-2000A的CIM模型和潮流數(shù)據(jù)文件從SCADA服務(wù)器通過(guò)防火墻傳輸至內(nèi)平臺(tái)服務(wù)器，再通過(guò)正向隔離裝置傳輸至WEB服務(wù)器，進(jìn)而傳輸至電能量采集系統(tǒng)Ⅲ區(qū)網(wǎng)關(guān)機(jī)，最后經(jīng)過(guò)反向隔離裝置傳輸至II區(qū)網(wǎng)關(guān)機(jī)完成數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)采用的操做統(tǒng)應(yīng)達(dá)到GB/T20272中4級(jí)安全防護(hù)等級(jí)的要求;系統(tǒng)采用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)達(dá)到GB/T20273中3級(jí)安全防護(hù)等級(jí)的要求;系統(tǒng)正式上線前應(yīng)通過(guò)上線安全測(cè)評(píng)[4]。

3.4系統(tǒng)安全管理技術(shù)分析

對(duì)于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)來(lái)講，其主要依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)，所以，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身的安全問(wèn)題對(duì)于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全運(yùn)行有著很大的影響。因此在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全技術(shù)進(jìn)行分析當(dāng)中，也需要加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全問(wèn)題合理管理。首先，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇，是確保電力系統(tǒng)安全問(wèn)題的主要基礎(chǔ)，設(shè)備的選取主要取決于其是否能夠?qū)\(yùn)行速度進(jìn)行保證，并且對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行承載。因此，在對(duì)設(shè)備的選取當(dāng)中這些是需要加強(qiáng)重視的內(nèi)容。其次，需要對(duì)設(shè)備的質(zhì)量和安全密鑰問(wèn)題加強(qiáng)重視，確保其能夠達(dá)到安全性能的實(shí)際需求。最后，相對(duì)于電力系統(tǒng)響應(yīng)的備案和訪問(wèn)安全等方面都有效的囊括在安全管理當(dāng)中，這些也需要加強(qiáng)重視。

應(yīng)用接入安全技術(shù)分析?，F(xiàn)階段，對(duì)于電力調(diào)度二次系統(tǒng)設(shè)備相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有出臺(tái)，所以，在對(duì)二次系統(tǒng)的選取當(dāng)中，往往會(huì)面對(duì)缺少統(tǒng)一要求的相關(guān)安全問(wèn)題，從而使得電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全有著很大的問(wèn)題。并且，如果二次系統(tǒng)自身存在安全隱患，這對(duì)于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)有著很大的影響，嚴(yán)重的還會(huì)造成電力調(diào)度系統(tǒng)有序性產(chǎn)生影響。所以，就需要按照接入系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的制定，采用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用對(duì)于系統(tǒng)系統(tǒng)作為實(shí)際的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，確保應(yīng)用介入和電力調(diào)度能夠相符合，以此確保電力調(diào)度網(wǎng)合理運(yùn)行，防止因?yàn)榻尤胂到y(tǒng)安全問(wèn)題造成電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)出現(xiàn)崩潰的情況[5]。

結(jié)束語(yǔ)

課題在采集終端配置、縱向加密設(shè)備配置、主站前置機(jī)方面對(duì)電力數(shù)據(jù)傳輸方案進(jìn)行了研究，同時(shí)從安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用、橫向隔離、縱向認(rèn)證進(jìn)行了電力數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)安全防護(hù)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)電力數(shù)據(jù)傳輸方案及電力數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)安全防護(hù)兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)，保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全傳輸。

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