調(diào)度自動化系統(tǒng)安全防護技術(shù)探討

王洋 浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 310058

調(diào)度自動化系統(tǒng)安全防護技術(shù)探討

王洋 浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 310058

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)目前運用的設(shè)備管理、安全管理、運行管理等方面存在一定的安全隱患，必須嚴格撥號上網(wǎng)用戶的管理，采用更完善的調(diào)度自動化系統(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體系，才能確保電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)正常運轉(zhuǎn)，以保護企業(yè)的信息資源不受侵害。

調(diào)度自動化；系統(tǒng)安全；防護技術(shù)

通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電力市場的高速發(fā)展，為電力企業(yè)帶來了成本降低、效率提高、業(yè)務(wù)開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、用戶之間進行的數(shù)據(jù)交換也越來越頻繁，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成也越來越復(fù)雜。這對調(diào)度中心二次系統(tǒng)的安全性、可靠性、實時性提出了新的嚴峻挑戰(zhàn)，同時也使得電力調(diào)度二次系統(tǒng)的安全防護問題成為調(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

調(diào)度自動化系統(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、遙信數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)實時性較強，每秒都有數(shù)據(jù)傳輸：同時向廠站發(fā)送遙控、遙調(diào)、校時命令及計劃數(shù)據(jù)，這類數(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)取實時數(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，調(diào)度自動化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)實時性較強，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；與計費相關(guān)的電力市場業(yè)務(wù)對安全性有特殊要求，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)用范圍來看，生產(chǎn)控制類業(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100M／10M自適應(yīng)HUB互連，系統(tǒng)的主服務(wù)器設(shè)計為帶磁盤陣列的雙備冗余結(jié)構(gòu)，互為熱備用，在單點故障的情況下系統(tǒng)能夠不間斷可靠運行，無論是主機或通道出現(xiàn)故障，均可通過主／備切換來保證通信和數(shù)據(jù)的完整性；但在兩臺服務(wù)器均故障或磁盤陣列故障時，系統(tǒng)將不能正常運行。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)提供了需進行身份認證的撥號訪問供遠程維護的需要。

調(diào)度WEB服務(wù)模塊通過經(jīng)國家認證的正向型網(wǎng)絡(luò)隔離裝置從調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)獲取實時數(shù)據(jù)，web服務(wù)器又通過硬件防火墻與局域網(wǎng)相連，把信息傳至其它部門。

3.安全防護技術(shù)

SCADA/EMS系統(tǒng)的物理邊界有4個：撥號網(wǎng)絡(luò)（遠程維護）邊界、傳統(tǒng)專用遠動通道、縱向網(wǎng)絡(luò)邊界、橫向邊界。采取的措施有：

(1)撥號網(wǎng)絡(luò)邊界采用身份驗證功能；

(2)傳統(tǒng)專用遠動通道暫不考慮其它安全問題：

(3)SCADA系統(tǒng)與WEB發(fā)布模塊邊界，安裝了經(jīng)過國家認證的正向型網(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)字證書實現(xiàn)加密認證。對已有系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)逐步進行改造。

二、存在的問題

1.設(shè)備管理方面

對各系統(tǒng)設(shè)置的專職維護人員沒有明確其對設(shè)備的安全維護職責(zé)，沒有嚴格限制在系統(tǒng)計算機上做任何與系統(tǒng)無關(guān)的事情，沒有提供必要的工具對系統(tǒng)的運行情況進行監(jiān)控，保證系統(tǒng)安全、非間斷運行。

2.安全管理方面

電網(wǎng)調(diào)度自動化信息網(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，對外開放的功能較多，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)的開放，在客觀上降低了整個系統(tǒng)的安全運行水平；同時由于電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)不同的使用者對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)中的計算機和外網(wǎng)中的計算機相連，大大降低了整個網(wǎng)絡(luò)的安全水平。

3.運行管理方面

以往應(yīng)用系統(tǒng)的實施，較多地考慮到應(yīng)用層面上的安全，例如雙機熱備、系統(tǒng)冗余等，較少從運行管理上考慮到系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全，沒有制定一定的運行管理制度.如網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)管理制度、運行維護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)的正常運行還遠遠不夠，必須同時保證數(shù)據(jù)的機密性、完整性和不可否認性。對于從外部撥號訪問的用戶，必須嚴格控制其安全性。首先，應(yīng)嚴格限制撥號上網(wǎng)用戶所訪問的系統(tǒng)信息和資源；其次，應(yīng)加強對撥號用戶的身份認證，在身份驗證過程中采用加密手段，減少用戶口令泄露的可能性。此外，還可在服務(wù)器上配置回撥功能，限定某撥號用戶只能從特定電話撥入，特別是直接存取專業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源的撥號帳號。

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?。常采用的措施包括防火墻、專用網(wǎng)關(guān)（單向門）、網(wǎng)段選擇器等進行有效隔離。另外在調(diào)度數(shù)據(jù)專用網(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)安全訪問控制技術(shù)、加密通信技術(shù)、身份認證技術(shù)、備份和恢復(fù)技術(shù)。

3.在系統(tǒng)和應(yīng)用層面，包括計算機防病毒技術(shù)、采用安全的操作系統(tǒng)（達B2級）、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)是一個新的發(fā)展趨勢。

總之，調(diào)度自動化信息網(wǎng)絡(luò)安全是一個綜合性的課題，涉及技術(shù)、管理、使用等許多方面。而存在信息安全問題，通過對整個電力網(wǎng)絡(luò)資源進行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)安全方案設(shè)計，建立嚴密的安全管理措施、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、實時地保證信息的完整性和正確性，從而能夠很好地滿足企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全運行和數(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：電氣工程及自動化。