摘要：智能電網(wǎng)是當(dāng)前全球電力工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，涉及從發(fā)電到用戶的整個(gè)能源轉(zhuǎn)換過(guò)程和電力輸送鏈，成為未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向。根據(jù)當(dāng)前的國(guó)家網(wǎng)絡(luò)形式以及電網(wǎng)的安全問(wèn)題，文章介紹了智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，講述了我國(guó)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)體系的發(fā)展歷程，分析了我國(guó)當(dāng)前基于可信計(jì)算機(jī)技術(shù)平臺(tái)建立起的智能控制電網(wǎng)調(diào)度體系。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度控制系統(tǒng)；安全防護(hù)技術(shù)；電力能源轉(zhuǎn)換；電力輸送 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM591 文章編號(hào)：1009-2374（2016）25-0145-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.070

隨著國(guó)家科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的電網(wǎng)事業(yè)逐漸進(jìn)入了高度融合的智能電網(wǎng)階段，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)及通信網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)中的重要組成部門，其對(duì)電網(wǎng)的工作正常運(yùn)行起到了關(guān)鍵作用。該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)平臺(tái)和應(yīng)用功能按照橫向集成、縱向貫通的一體化思路設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)中各項(xiàng)系統(tǒng)之間的特點(diǎn)有效地結(jié)合起來(lái)，使電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行、智能化維護(hù)和智能化使用，使其在各級(jí)調(diào)度工作中發(fā)揮出良好的作用，使其滿足當(dāng)今情況下電網(wǎng)調(diào)度工作的需求。

1 智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心建立的能全面對(duì)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行智能控制，這項(xiàng)技術(shù)可以使電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行更加安全與方便，按其功能可分為信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)，信息傳輸子系統(tǒng)，信息收集、處理和控制系統(tǒng)以及人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)四個(gè)系統(tǒng)。

1.1 信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)

信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)是電網(wǎng)系統(tǒng)中的最終處理裝置。信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)與主站配合可以使電網(wǎng)調(diào)度功能更加便利。信息采集系統(tǒng)可以有效收集并傳送電網(wǎng)系統(tǒng)中各系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的參數(shù)，在對(duì)參數(shù)進(jìn)行一定的分析后，發(fā)送出一定的管理信號(hào)，使系統(tǒng)中起到保護(hù)作用設(shè)備收到信號(hào)，對(duì)相應(yīng)的環(huán)節(jié)進(jìn)行分閘或合閘操作，使其能在發(fā)生事故時(shí)及時(shí)地做出反應(yīng)。

1.2 信息傳輸子系統(tǒng)

信息傳輸子系統(tǒng)按傳輸數(shù)據(jù)方式的不同，可將其分為模擬傳輸系統(tǒng)和數(shù)字傳輸系統(tǒng)兩類。模擬傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須進(jìn)行一定的調(diào)制后，才能在系統(tǒng)之間傳送?？梢愿鶕?jù)信息傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的信噪比來(lái)對(duì)模擬傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量進(jìn)行定位，好的模擬傳輸系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，產(chǎn)生的差錯(cuò)較小，使其準(zhǔn)確性能更高；數(shù)字傳輸系統(tǒng)是比較高級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，一般的低速數(shù)據(jù)進(jìn)入不了高速通道中，只有在進(jìn)過(guò)數(shù)字復(fù)接設(shè)備的處理，才能使其更好地流通。在當(dāng)今社會(huì)中，通信技術(shù)在不斷發(fā)展，使信息傳輸子系統(tǒng)中數(shù)字傳輸系統(tǒng)的使用率逐漸增加，信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程更加安全與快速，加強(qiáng)了國(guó)家電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。

1.3 人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)

在任何時(shí)候人都是生產(chǎn)工作的第一勞動(dòng)力，智能控制技術(shù)也需要人在其中進(jìn)行協(xié)調(diào)與操作，人員在工作中要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各系統(tǒng)具有一定的了解，在日常工作中，要對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控，在日常維護(hù)以及出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能用正確的方式進(jìn)行操作，使電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中更加安全。信息采集和命令執(zhí)行系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)中經(jīng)過(guò)一定的處理后，能直觀地出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)顯示屏幕上，工作人員可以根據(jù)這些信息做出判斷，再通過(guò)計(jì)算機(jī)中的輸入設(shè)備對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行控制。

2 電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程

2.1 電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)專用的防護(hù)策略

電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的電力廣域網(wǎng)，管理人員會(huì)有錯(cuò)誤的認(rèn)知，通常會(huì)認(rèn)為它很安全，其實(shí)在實(shí)際情況中，人們?cè)诩訌?qiáng)病毒的入侵等外部威脅監(jiān)控的同時(shí)，內(nèi)部訪問(wèn)存在的安全問(wèn)題往往得不到重視，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，信息安全事件中80%是來(lái)自于內(nèi)網(wǎng)。其主要包括基于異步傳輸模式的IP專網(wǎng)、基于同步數(shù)字體系物力電力的IP專網(wǎng)以及IP虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)每種專用網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)內(nèi)部發(fā)展的實(shí)際情況，選取最有效的專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電力調(diào)度數(shù)據(jù)的管理，能使其在安全的基礎(chǔ)上，降低其成本價(jià)格。在這個(gè)基礎(chǔ)上，國(guó)家頒發(fā)了《電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全防護(hù)規(guī)定》（2002年5月頒發(fā)）。這條法規(guī)中加強(qiáng)了對(duì)電網(wǎng)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的保護(hù)，在很大程度上加強(qiáng)了電網(wǎng)調(diào)度控制數(shù)據(jù)的安全，保證了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.2 基于邊界安全的縱深防護(hù)體系

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)以及自動(dòng)化技術(shù)也在不斷進(jìn)步，使得電力監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化水平得到提高，功能得到豐富與加強(qiáng)，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)逐漸完善，但與此同時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)安全信息問(wèn)題的來(lái)源逐漸增多。為了應(yīng)對(duì)這些新出現(xiàn)的信息安全風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)家在2002年啟動(dòng)了“863”項(xiàng)目中的“國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度中心安全防護(hù)體系研究及示范”計(jì)劃，成功地建立了我國(guó)電力監(jiān)控系統(tǒng)比較全面的安全防護(hù)體系策略，形成了以邊界作為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象、多道防線構(gòu)成的縱深防護(hù)體系。

2.3 基于等級(jí)保護(hù)的業(yè)務(wù)安全防護(hù)體系

在進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞過(guò)程中，就要求對(duì)信息以及信息的載體進(jìn)行等級(jí)保護(hù)，對(duì)其進(jìn)行等級(jí)保護(hù)后可以有效地保證信息的安全。信息安全等級(jí)保護(hù)廣義上是對(duì)設(shè)計(jì)到使用中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全保護(hù)；狹義上一般指信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)。根據(jù)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)等級(jí)可將其分為五類：第一類信息系統(tǒng)受到破壞后，會(huì)使人民的財(cái)產(chǎn)安全受到一定的威脅，但是這些威脅較輕，并且很容易被發(fā)現(xiàn)，對(duì)國(guó)家以及社會(huì)造成不了影響；第二類信息系統(tǒng)受到破壞后，也會(huì)對(duì)人民的財(cái)產(chǎn)會(huì)造成一定的威脅，但這些威脅比較嚴(yán)重，而且還不容易被發(fā)現(xiàn)，但不會(huì)對(duì)社會(huì)以及國(guó)家造成影響；第三類信息系統(tǒng)受到破壞后，就會(huì)對(duì)社會(huì)造成輕微的影響，對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了遏制的影響；第四類信息系統(tǒng)受到破壞后，就會(huì)造成嚴(yán)重的影響，使社會(huì)中產(chǎn)生一定的恐慌，嚴(yán)重地影響了社會(huì)的發(fā)展；第五類信息系統(tǒng)受到破壞后，就將會(huì)對(duì)國(guó)家?guī)?lái)巨大的影響，這類事件發(fā)生時(shí)，往往對(duì)國(guó)家會(huì)造成大面積的恐慌心理。

所以就要在當(dāng)今情況下對(duì)監(jiān)控軟件進(jìn)行創(chuàng)新，并應(yīng)用等級(jí)保護(hù)技術(shù)與安全標(biāo)簽技術(shù)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用的強(qiáng)制執(zhí)行控制安全防護(hù)體系，這種防護(hù)體系將自主訪問(wèn)和強(qiáng)制訪問(wèn)控制到主體和客體，加強(qiáng)了鑒別機(jī)制，能使其進(jìn)行更好地分析。建立良好的電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)防護(hù)體系，使電網(wǎng)運(yùn)行更加安全。

3 基于可信計(jì)算機(jī)技術(shù)的新一代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)主動(dòng)防預(yù)體系

3.1 基于可信計(jì)算機(jī)的主動(dòng)防御體系

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷完善與增強(qiáng)，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的作用逐漸增加，可信計(jì)算技術(shù)是在傳統(tǒng)防護(hù)體系上很大的進(jìn)步，它改變了傳統(tǒng)模式中“封堵查殺”等被動(dòng)應(yīng)對(duì)方式。這項(xiàng)技術(shù)是在其計(jì)算的時(shí)候就開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，使其計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際的情況一致，計(jì)算時(shí)不能被外界因素所干擾，是一種更加安全、更加有效地利用計(jì)算機(jī)計(jì)算模式的防御體系。

3.2 可信計(jì)算技術(shù)原理

可信計(jì)算技術(shù)的基本原理是在硬件上建立計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)和可信保護(hù)節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)。其主要思路是在PC硬件平臺(tái)上引入安全芯片，根據(jù)需要構(gòu)建一個(gè)信任根，從信任根開(kāi)始到硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)，最后到應(yīng)用進(jìn)程，保證一級(jí)認(rèn)證一級(jí)、一級(jí)信任一級(jí)，完成信任鏈的構(gòu)建工作，在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都有這種信任關(guān)系，為可信計(jì)算機(jī)平臺(tái)的建立提供了良好的保障。同時(shí)沒(méi)有獲得認(rèn)證的程序?qū)⒉粫?huì)被系統(tǒng)承認(rèn)，不能在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行，很好地區(qū)分開(kāi)了對(duì)其有用的信息與有害的信息。

3.3 電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)可信計(jì)算平臺(tái)建立

3.3.1 可信引導(dǎo)。在智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中，在可信平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，可以通過(guò)傳遞的方式進(jìn)行下去，使數(shù)據(jù)在傳遞過(guò)程中不受到外界的干擾，保持了數(shù)據(jù)的完整性。在可信環(huán)境中的所有操作都是可信任的，沒(méi)有不被信任的數(shù)據(jù)存在，使可信平臺(tái)的環(huán)境得不到破壞，使數(shù)具在新平臺(tái)中傳遞得更加安全。

3.3.2 完整性量度。電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中完整性量度分為靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩種形式。在對(duì)可執(zhí)行程序、動(dòng)態(tài)庫(kù)等對(duì)象的雜湊值進(jìn)行測(cè)量，能查看其結(jié)構(gòu)是否遭到破壞，使運(yùn)行系統(tǒng)初始狀態(tài)可信，這種就是靜態(tài)完整性量度；在對(duì)只讀數(shù)據(jù)段、關(guān)鍵跳轉(zhuǎn)表等測(cè)量對(duì)象的雜湊值測(cè)量，可以檢測(cè)其運(yùn)行情況，使系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)成中可信，這種就是動(dòng)態(tài)完整性量度。

3.3.3 自主和強(qiáng)制訪問(wèn)控制（MAC）以及操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)的強(qiáng)制執(zhí)行控制（MEC）。MAC主要有管理功能，它可以對(duì)系統(tǒng)中的不同信息進(jìn)行分類與整理，以使信息可以有效地被用戶查看，同時(shí)加強(qiáng)了信息的安全，使其只能對(duì)有效的用戶開(kāi)放；MEC具有防護(hù)功能，它可以對(duì)系統(tǒng)不利的因素進(jìn)行限制，降低木馬程序以及其他有害程序的進(jìn)入，同時(shí)規(guī)定系統(tǒng)接受的程序必須要按照規(guī)定程序進(jìn)入系統(tǒng)，不能通過(guò)外部其他途徑，以防其他惡性程序的進(jìn)入。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)也一直在發(fā)展著，經(jīng)過(guò)了基于邊界安全的縱深防護(hù)體系、基于等級(jí)保護(hù)的業(yè)務(wù)安全防護(hù)體系，逐漸形成了更加有效的基于可信計(jì)算的主動(dòng)防御體系，在這個(gè)發(fā)展的社會(huì)中，電網(wǎng)控制系統(tǒng)的安全問(wèn)題也在不斷地變化著，這就需要電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的防護(hù)體系與技術(shù)不斷加強(qiáng)與改進(jìn)，使其滿足任何時(shí)代的需求，保證電力系統(tǒng)的工作正常進(jìn)行，使人民的生活和社會(huì)的安定得到保障。

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作者簡(jiǎn)介：劉華宇（1985-），男，陜西渭南人，國(guó)網(wǎng)渭南供電公司電力調(diào)度員，工程師，碩士。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）