淺聊基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)研究

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1. 外部網(wǎng)絡(luò)攻擊
   泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放性使得電力監(jiān)控系統(tǒng)容易受到外部網(wǎng)絡(luò)攻擊，如惡意軟件感染等可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)漏洞入侵電力監(jiān)控系統(tǒng)，竊取敏感信息、篡改數(shù)據(jù)、破壞系統(tǒng)運(yùn)行，甚至可能對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。
2. 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)威脅
   內(nèi)部人員的誤操作、惡意行為或設(shè)備故障也可能對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)造成安全威脅。例如，內(nèi)部人員可能誤將外部設(shè)備接入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致病毒感染或數(shù)據(jù)泄露；內(nèi)部設(shè)備可能存在安全漏洞，被攻擊者利用進(jìn)行攻擊。

1. 數(shù)據(jù)泄露
   電力監(jiān)控系統(tǒng)中存儲(chǔ)著大量的敏感數(shù)據(jù)，如用戶用電數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等。如果這些數(shù)據(jù)被泄露，可能會(huì)導(dǎo)致用戶隱私泄露、企業(yè)商業(yè)秘密泄露等問(wèn)題，給用戶和企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的損失。
2. 數(shù)據(jù)篡改
   攻擊者可能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攻擊或內(nèi)部人員的惡意行為篡改電力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性受到破壞。這可能會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至可能引發(fā)安全事故。

1. 設(shè)備故障
   電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)故障，如傳感器故障、通信設(shè)備故障等。這些故障可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確、通信中斷等問(wèn)題，影響電力監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2. 設(shè)備被攻擊
   攻擊者可能通過(guò)物理攻擊或網(wǎng)絡(luò)攻擊破壞電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備，如破壞傳感器、篡改設(shè)備程序等。這可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作，甚至可能對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。

1. 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊界防護(hù)
   在電力監(jiān)控系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的邊界處設(shè)置防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)等安全設(shè)備，對(duì)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的流量進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)濾和監(jiān)測(cè)，防止外部網(wǎng)絡(luò)攻擊。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)控制，限制內(nèi)部人員的訪問(wèn)權(quán)限，防止內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)威脅。
2. 加密通信數(shù)據(jù)
   采用加密技術(shù)對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)中的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性?？梢圆捎脤?duì)稱加密和非對(duì)稱加密相結(jié)合的方式，提高加密的強(qiáng)度和效率。
3. 建立安全審計(jì)機(jī)制
   建立安全審計(jì)機(jī)制，對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)進(jìn)行記錄和審計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和違規(guī)行為。安全審計(jì)可以包括網(wǎng)絡(luò)流量審計(jì)、用戶行為審計(jì)、系統(tǒng)日志審計(jì)等。

1. 數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)
   對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)中的敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)，確保數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性?？梢圆捎脭?shù)據(jù)庫(kù)加密、文件加密等方式，提高數(shù)據(jù)的安全性。
2. 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)
   建立數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)機(jī)制，定期對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，確保在數(shù)據(jù)丟失或損壞時(shí)能夠及時(shí)恢復(fù)。同時(shí)，要對(duì)備份數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的管理和保護(hù)，防止備份數(shù)據(jù)被泄露或破壞。
3. 數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制
   建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制機(jī)制，限制用戶對(duì)敏感數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限?？梢圆捎蒙矸菡J(rèn)證、授權(quán)管理等方式，確保只有授權(quán)用戶才能訪問(wèn)敏感數(shù)據(jù)。

1. 設(shè)備認(rèn)證與授權(quán)
   對(duì)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，確保只有合法的設(shè)備才能接入系統(tǒng)?？梢圆捎脭?shù)字證書(shū)、設(shè)備指紋等技術(shù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行身份認(rèn)證。
2. 設(shè)備安全加固
   對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行安全加固，如關(guān)閉不必要的端口、安裝安全補(bǔ)丁、設(shè)置強(qiáng)密碼等，提高設(shè)備的安全性。同時(shí)，要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)設(shè)備的安全漏洞。
3. 設(shè)備監(jiān)測(cè)與預(yù)警
   建立設(shè)備監(jiān)測(cè)與預(yù)警機(jī)制，對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況和安全風(fēng)險(xiǎn)?？梢圆捎脗鞲衅鞅O(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)等方式，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)流量等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

五、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺(tái)。 用戶僅需購(gòu)買(mǎi)安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

該平臺(tái)提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺(tái)、多語(yǔ)言、多終端數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

六、應(yīng)用場(chǎng)所

本平臺(tái)適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。

七、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

八、平臺(tái)功能

（一） 可定制駕駛艙

（二）電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測(cè)'、遙信、遙控控制，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測(cè)和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè) 備運(yùn)行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

（三） 能耗分析

能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過(guò)程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng) 化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析 與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提 升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

（四）預(yù)付費(fèi)管理

（1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

（2）系統(tǒng)配置：對(duì)建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

（3）用戶管理：對(duì)商鋪用戶執(zhí)行開(kāi)戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

（4）售電管理：對(duì)已開(kāi)戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

（5）售水管理：對(duì)已開(kāi)戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；

（6）報(bào)表中心：提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢，本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。

（五） 充電樁管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)的所有功能，包括城市級(jí)大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

（六）智能照明

智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺(tái)遠(yuǎn)程管理和移動(dòng)管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。

（七） 安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測(cè)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速時(shí)間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。

（八） 智慧消防

通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。原先針對(duì)“九小場(chǎng)所”和?；飞a(chǎn)企業(yè)無(wú)法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細(xì)化”的實(shí)際需求。

（九）系統(tǒng)硬件配置

結(jié)語(yǔ)

隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展，各種形式終端采集數(shù)據(jù)同時(shí)匯入，海量用戶及以新能源發(fā)電廠、變電站為代表的節(jié)點(diǎn)接入，對(duì)二次安全防護(hù)系統(tǒng)分區(qū)配置提出新要求。為保證泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景下電力監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要充分結(jié)合先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不斷更新和完善安全措施，及時(shí)封堵漏洞、防范風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王振．智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2017.

[2] 黃煒昭，呂啟深，黃榮輝，等．基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電網(wǎng)主設(shè)備管理創(chuàng)新模式探究[J].中國(guó)電力，2016(s1)：71-74.

[3] 鐘麗波，周洋，馬煜，趙斌，楊一帆基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)研究.國(guó)網(wǎng)沈陽(yáng)供電公司，遼寧沈陽(yáng)110003.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版.

作者簡(jiǎn)介：

張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司