1. 能源互联网行业技术发展趋势分析
能源互联网是互联网技术、能源技术与现代电力系统的结合,是信息技术与能源电力技术融合发展的必然趋势。能源互联网是解决国家能源环保命题的必由之路,其领域主要可以包括:
(1)传统煤电燃气的清洁高效利用;
(2)高耗能动力设备装置的节能降耗;
(3)风电光伏可再生能源的利用;
(4)分布式能源的广泛利用;
(5)新能源汽车和储能的应用;
(6)电力系统的智能化互联网化。
从特定意义上可是说,所谓能源互联网就是把以上六者有机串联融合起来的纽带。能源互联网是个价值经济体: 安全稳定可靠高效节能环保。如果以开放、互联、对等、分享的原则对电力系统网络进行重构,可以提高电网安全性和电力生产的效率,使得能源互联网内可以跟互联网一样信息分享无比便捷。
1.1 智能电网交互终端技术
智能交互终端为电力企业和电力用户之间的交互提供了友好、可视的交互平台。可成为电力企业联络客户,为客户提供人性化管理的桥梁。智能交互终端基于网络化、人机交互,融合业务与功能的原则,凭借用电信息采集系统的网络平台,直接向用户显示用电信息、用电方式、告警信息以及电价政策等相关内容。智能交互终端可对用户用电设备的监测,及时发现客户受电装置隐患,以“隐患整改通知书”等书面形式通知客户,履行告知义务,避免出现安全事故,减少企业不必要的经济损失。终端设备的可视化功能,可满足电力企业和电力用户之间的可视化交互沟通。
1.2 智能变电站技术
在传感器及实时大数据平台等
物联网技术依托下,智能变电站可实现全站监控、在线监测及智能辅助控制等多功能联动,这种集成联动系统正成为国内标准化设计方向。在与
云计算、实时大数据融合过程中,除了在设备上预留端口以外,服务方案还包括收集数据、实时监测、信号交互、故障处理等基本维护措施。
1.3 分布式能源智能微网
分布式新能源大跃进式的发展,使如何应对风能、光伏发电量的不稳定性成为核心问题,智能电网的建设亦由此上升至国家战略高度。分布式能源智能微网是内核,未来千千万万个智能微网互联互通构建成真正意义上的能源互联网。传统电网在发电和输电的过程中,有高达 56%的资源被浪费。智能电网的应用可以让发电厂和用户进行实时数据双向互动,通过网络反馈回来的数据可以使电厂掌握用户的消费习惯,从而对发电量进行合理调节,达到提升资源利用率的目的。借助智能微电网实时大数据监控技术,解决各类新能源并入电网的难题,实现集风电、光伏发电、储能、智能电网“四位一体”的新能源监控平台,实时保障电能质量和电力系统安全稳定运行。
1.4 智能大电网数据采集分析诊断技术
智能采集终端对大用户专用变压器、公变和低压居民用户用电信息进行自动采集。实现用户侧电能量、负荷数据采集,用电设备数据采集及在线诊断,支持实时数据的远传。其主要特征如下:
(1)根据主站下发的控制定值,实时监测用户用电情况,自动执行本地功率闭环控制、本地电量闭环控制,并能够执行主站遥控、保电/剔除、催费告警、控制解除等控制命令,引导用户合理有序用电。
(2)采集终端间支持快速通信,可装置级在线分析用电异常情况。
(3)基于 IPV6 技术下的终端设备的管理,实现采集终端与主站、电能表及终端之间数据的无缝传输。
(4)能够实现厂矿、企业、家庭电器工作参数、环境参数等多种数据的定时采集和召唤采集。
1.5 电力机器人
近年来,坚强智能电网的快速发展,为电力机器人创造了更多市场机会。电力机器人家族功能互补、可以协同作战,能够更好地解决电网运行管理中的实际问题。它的出现有赖于 20 世纪国内外科学技术的迅猛发展。
电力机器人的产业化推广同时也伴随着功能的不断升级。随着计算机技术的飞速发展,智能机器人的研究开始进入实质性阶段。经过几十年的发展,目前,基于感觉控制的智能机器人(又称第二代机器人)已达到实际应用阶段,基于知识控制的智能机器人(又称自主机器人或下一代机器人)也取得较大进展。凭借其灵活的控制运行方式、不受天气因素影响等优点,智能巡检机器人将在未来的电网发展中发挥更多、更大的作用。随着国家电网公司“建设坚强智能电网”总体发展目标和规划的提出以及调控一体运行模式的推广,集成自动化、机械、人工智能、计算机等高新尖端科技的机器人必将成为推动电力行业“工业 4.0”进程的重要力量。
2. 电网工控网络安全发展现状分析
2.1 智能电网安全标准规范缺乏
随着智能电网规模的扩大,互联大电网的形成,电力系统结构的复杂性将显著增加,电网的安全稳定性与脆弱性问题将会越显突出。同时复杂度的增加,将导致接口数量激增、电力子系统之间的耦合度更高,因此很难在系统内部进行安全域的划分,这使得安全防护变得尤为复杂。
2.2 电力智能终端引入信息安全风险
随着大量智能、可编程设备的接入,以实现对电网运行状态实时监控、进行故障定位以及故障修复等,从而提高电网系统的效率和可靠性。这些智能设备一般都可以支持远程访问,比如远程断开/连接、软件更新升级等。这将会带来额外的安全风险,利用某些软件漏洞,黑客可以入侵这些智能终端,操纵和关闭某些功能,暴露用户的使用记录,甚至可以通过入侵单点来控制局部电力系统。
因此这些智能终端可能会成为智能电网内新的攻击点。面对更加复杂的接入环境、灵活多样的接入方式,数量庞大的智能接入终端对信息的安全防护提出了新的要求。
2.3 电网环境复杂化,攻击手段智能化
智能电网的建设,信息集成度更高,网络环境更加复杂,病毒、黑客的攻击规模与频繁度会越来越高;此外随着很多新的信息通信技术的采用,比如 WIFI、LTE、3G 等,它们在为智能电网的生产、管理、运行带来支撑的同时,也会将新的信息安全风险引入到智能电网的各个环节;为了提高数据的传输效率,智能电网可能会使用公共互联网来传输重要数据,这也将会对智能电网的安全稳定运行造成潜在的威胁,甚至可能会造成电网运行的重大事故。不安全的智能网络技术将会给黑客提供他们所附属的不安全网络的快速通道。而且未来有组织的攻击越来越多,网络攻击的手段也会更加多样化和智能化,这都将会给电力系统带来严峻考验。
2.4 用户侧的安全威胁
未来用户和电网之间将会出现更加广泛的联系,实现信息和电能的双向互动。基于 AMI 系统,用户侧的智能设备(比如智能电器、插拔式电动车等)都将直接连到电力系统。这不可避免地给用户带来安全隐患,一方面用户与电力公司之间的信息交互涉及到公共互联网,用户的隐私将会受到威胁;另一方面家用的智能设备充分暴露在电力系统中,易受到黑客的攻击。因此智能电网中端到端的安全就显得非常关键。
除此之外智能电网的信息安全问题还涉及其他因素,如心怀不满的员工、工业间谍和恐怖分子发动的攻击,而且还必须涉及因用户错误、设备故障和自然灾害引起的对信息基础设施的无意破坏。脆弱性可能会使攻击者得以渗透网络,访问控制软件,改动负荷条件,进而以无法预计的方式造成电网瘫痪。电网面临的其他工控安全风险还包括:
(1)电网不断增加的复杂性,有可能引入脆弱性,使电网越来越多地暴露在潜在攻击者和无意错误之下;
(2)相互连接的网络,会造成各网络共有的脆弱性发作;
(3)引发通信中断和恶意软件肆虐的脆弱性日渐增多,有可能导致拒绝服务或破坏软件和系统的完整性;
(4)供潜在敌对分子恶意利用的入口点和通道越来越多;
(5)破坏数据保密性的潜在可能性,其中包括对用户隐私权的侵犯。
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本文标题:电网行业工控网络安全
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