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随着电力规模的不断扩大以及电力行业的迅速发展,进一步增加了电网结构的复杂程度和单机容量,由于会在一定程度上受到经济和环境的影响,电力系统安全问题变得更加重要,一旦发生安全问题,就会造成长时间、大范围停电,因此,需要不断研究电力系统安全监测控制,促进电力行业的发展。
1 电力系统安全监测控制的重要性
经过不断研究我们可以发现,合理利用控制电力系统的技术,提高系统安全监测的控制,不但可以增加系统的安全性和可靠性,还能够促进电力系统行业发展,是一种十分有效的经济方式。如果想要保障系统具有合理的安全性,需要使用的控制方式为以下两方面:(1)利用有效和完善的安全监测控制方式;(2)加强电网的建设和合理安排电网结构。电力系统安全监测控制具有一定的重要性,合理安排配置,可以在一定程度上提高输电能力,并且保证系统稳定安全地运行。
2 电力系统安全监测控制的类型
从作用时机方面来说,可以把电力系统安全监测控制分为三种,包括恢复控制、预防控制以及紧急控制,分别对应于供电中断以后的恢复、故障以前的平衡状态以及故障之后的暂态过程。依据不同的控制决策、传递、采集信息的方式可以分为以下三种控制方式:(1)就地控制模式。可以把就地性控制合理地安装到每一个控制站,并且相互之间不会出现影响,只是依据就地信息来切换以及判断主站、母线出现的故障。(2)集中式控制方式。此控制方式具有独立数据采集系统以及通信系统,在调度中心设置控制中心,以便于能够实时监测系统的状态,并且依据实际运行状态来合理地更改控制策略、故障情况,发出一定的控制命令,达到安全监测的目的。(3)区域控制模式。区域稳定控制系统主要就是保障电网可以安全稳定运行而安装的控制设置,通过通信接口和通道设施进行连接。
3 电力系统安全监测控制的措施
影响电力系统安全的主要原因就是破坏了电力系统内部无功功率和有功功率之间的平衡,而且不可以进行恢复,所以促进电力系统安全运行的主要方式就是基于以上原理进行分析的。现阶段,根据电力系统安全的情况来说,使用最广泛的就是负荷切除、切除发电机、汽轮机快关汽门、系统解列、电气制动以及发电机励磁附加稳定控制等方式。
3.1 发电机励磁附加稳定控制
通过分析电力系统极限功率的表达式Pm=EV/X可以看出,如果可以有效地降低发电机的电抗能,就能够显著地增加电力系统的输送能力和功率极限。利用发电机相对加速度公式a=wnMu/Tj可以发现,如果可以减小加速度a,就能够有效降低受到干扰之后发电机相对动能变化情况,从而可以在一定程度上提高系统的稳定性。如果可以降低发电机电抗以及提高发电机惯性常数,也会适当提高消耗材料的数量,此外,还会增加电力重量和尺寸,所以这种方式不是十分适合。可以通过改变发电机励磁调节系统来改变发电机特性,不但可以增加功率极限,还可以保障有效的扩大系统范围,因此,这种方式一般都是使用在安装自动励磁调节装置的电力系统中。
3.2 切除发电机
切除发电机又可以被叫做切机,这种保证电力系统稳定性的方式具有很多年的研究历史。切除发电机实际上就是在电力系统出现短路故障和输电线路断开的时候,为了尽可能避免由于加速导致电力系统失去安全性,相关技术人员需要尽快切除部分发电机组。使用这种技术的时候,需要相关操作人员全面分析功率的供需平衡问题。
3.3 切除负荷
经过分析表明,电力系统负荷一般都是处在经常变化的情况下,为了可以保障电力系统传输功率的质量,需要合理利用控制系统频率,以便于得到合理控制负荷的目的。此外,一旦电力系统运行中失去电源,想要保障系统的稳定性,就需要合理地切除部分负荷。
3.4 汽轮机快关汽门
如果正在运行的电力系统遭受到一定的大干扰,就会使得发电机轴上形成不平衡的功率,从而促使发电机形成比较剧烈的运动,破坏了电力系统的稳定性。在运行的时候,如果调节原动机非常灵敏,需要保证能够符合电磁功率的实际变化情况,可以在一定程度上降低不平衡的发电机功率,导致电力系统失去应有的稳定性。想要保障在出现故障之后具有比较小的输入功率,就需要完全消除输出功率和输入功率之间出现的不平衡,相关操作人员需要合理地利用再热式汽轮机组,控制发电机功角检测装置、汽轮发电机快速调节气门以及微机控制的高速系统,充分分析功角变化实际情况,然后快速交替开、关气门,尽可能降低震荡时间,达到系统安全稳定的运行。
3.5 电气制动
在电力系统运行的时候,一部分水流以及水电厂调节阀门拥有一定的惯性,因此,需要把电气制动看作一种可以很好地提高水电厂稳定性、安全性的重要方式。
3.6 电力系统的失步解列装置
经过长期的发展,电力系统不管是严格依据相关稳定、安全的运行,还是全面控制和分析电力系统的安全,总会在不知道的情况下出现偶然。在许多偶然因素经过叠加以后,会在一定程度上破坏系统的安全性,如果不能进行及时处理故障,就可能出现十分严重的后果,例如,长时间、大范围停电。所以,失步解列装置对于降低电力系统造成的影响具有很大作用,可以避免大面积停电。
关键词:安全防护;调度自动化系统;二次网络
引言
随着我们国家科技发展水平的快速提高,电力系统二次安全防护的重要性显得尤为突出,已经成为电力系统智能发展方向中的一个重要问题。其可以在确保电力系统安全稳定运行的前提下,以提高系统的自动化、智能化和智能化程度,为社会创造更多的经济效益。调度系统是电力系统最为重要的核心控制系统,其好坏程度直接关乎电网的稳定运行及大家的用电安全,根据电网公司的总体防护要求,建立二次网络系统的安全防护屏障,从而保证了生产控制大区的安全和管理控制大区的稳定运行。
1 二次系统安全分区
电力二次网络系统安全防护的总体任务是:要保证电力监控系统及电力调度数据网络的万无一失,防止黑客的侵入、还有木马入侵和恶意代码篡改等各色各样的损坏,重点是抵御有组织的攻击,以有效避免电力二次系统的故障或崩溃,以及可能由此引起的电网系统缺陷或大面积停电事故。
在这个总体目标的前提下,把网络二次系统划为生产控制区和管理信息区。安全Ⅰ区实时区和安全Ⅱ区非实时区合称为生产控制大区。信息管理大区分为生产管理区(安全Ⅲ区)和管理信息区(安全Ⅳ区)。每一个安全分区内都有属于自己不相同的防护要求,安全区Ⅳ区最低,安全Ⅲ区逐步增高。
2 二次系统安全防护体系
电力二次系统安全防护总体原则是:“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”。安全等级高的分区不受安全等级低的分区的影响,并且不同的网络分区不能直接相连,需要加装必要的安全防护措施,生产控制区的安全重于信息管理区。
电力调度数据网是一个独立的网络运行在自己专有的通道上,这样就可以达到在物理层面上的完全隔离开来,安全性得到了大力保障。Ⅰ区实时数据和Ⅱ区的非实时数据都是通过调度数据网上送远方省调网调的。
生产控制大区要加装安全有效的隔离措施后与管理信息大区相连,并且要经过国家指定的检验单位认证检验的。在生产控制大区内的Ⅰ区与Ⅱ区业务之间要使用有访问控制功能的装置或类似功能的装置,比如正反向隔离或是防火墙设备等等,最终得以实现逻辑隔离的目的。
在生产控制大区与调度数据网的纵向交界处要安装经过特定单位认证检测的专业纵向加密认证设备或是加密认证网关等相关的安全装置。
安全防护手段重点应用在各个区的边界处,故不允许有穿越生产控制大区和管理信息大区之间非法访问发生,还要创建数字认证体系,在生产控制大区中的每项业务中都要使用加密认证方式。安全防护体系见图1所示。
3 防护实例
举例说明某500kV变电站二次系统安全防护实例如图2所示。
为了达到访问控制、数据过滤和一些逻辑上的隔离,必须要在安全Ⅰ区和安全Ⅱ区交接处装设防火墙装置,在安全Ⅲ区数据上传综合数据网时必须装设防火墙设备,从而确保数据的安全可靠。为了实现数据的单项传输、签名验证和内容过滤等安全功能,在生产控制区和管理信息区的交界处加装安全的物理隔离装置,比如正向隔离和反向隔离装置。在安全Ⅰ区数据上送调度数据网前,要让数据通过纵向加密装置的认证,从而可以起到双向身份认证、以及数据加密和访问控制功能。
4 结束语
电力调度自动化系统中的二次安全防护工作作为电网安全稳定运行的基本保证,为电力系统进一步向智能化方向发展奠定了基础。综合电网发展现状及二次安全防护的重要工作,努力加强二次网络的安防策略,确保电力系统安全稳定的向前发展。因此在日常工作中我们要不断进步,积极探索研究更严密的安防策略,从而不断提高二次系统的安防水平,以促进电力事业的快速发展。
参考文献
[1]李宇峰,臧磊.浅谈电力监控系统二次安全防护的解决方案[J].水电自动化与大坝监测,2013,5(5):32-36.
关键词:电力系统;信息安全;解决对策;研究;
中图分类号:TM711 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-10-00-01
一、电力系统概述
(一)电力系统的含义。电力系统(power system)是指由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。电力系统的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。
(二)电力系统构成。电力系统的主体结构有:电源,是指发电厂和发电站将相关能源转化成电能;配电线路,是指从降压变电站把电力输送到相应的单位的线路;电力网络,是由电力线路、变压器等输送、分配电能设备构成的部分;变电所,是指电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的地方;负荷中心,是指电力系统中负荷相对集中的地区;输电,是指从电源向用电地区输送电能。
二、电力系统信息安全存在的问题
(一)系统层面的安全问题。电力系统信息化的基础是与计算机网络相结合,而计算机网络在应用过程中会有很多威胁系统安全的因素存在,由于现有的电力系统不完善,在工作中会遭遇个人恶意或者各种病毒的攻击,从而破坏系统信息的机密性、可用性和完整性,还会造成系统内部信息外泄。
(二)管理层面的安全问题。在电力系统安全运行管理过程来中由于缺乏切实有效的规范制度与管理内容,使电力系统的安全性不能得到有效保障。电力企业没有建立起可行有效的规章制度,企业员工对内部机密数据的安全意识不够,使得电力系统的相关信息很容易被外界非法侵入。例如:电力企业内部员工在工作期间操作与业务无关的网络软件,比如游戏、聊天、视频等,使企业信息出现泄露。现在讲究资源共享机制,沟通联络防范措施的缺失使各级公司之间的资料共享或协同办公等工作无法得到安全保障。
(三)物理层面的安全问题。电力系统运行的基础是各种服务体系、通信设备、通信线路以及各种工作软件等,还包括各种安全措施及工作环境安全等,这种基于物理的存在造成了信息系统 “相对” 的脆弱性。严重的自然环境灾害(火灾、洪水)或者设备及线路的老化等因素以及其他不可控的事故因素都有可能导致整个信息系统出现故障甚至瘫痪。
三、解决电力系统信息安全问题的措施
(一)采取各种防护技术,建立健全电力系统。在电力系统运行中,信息系统的重要性与特殊性,要求其必须建立起有效、合理的防护体系。首先建立防火墙,防火墙是硬件与软件、外部网和内部网等不同的界面构成的屏障,通过验证规则、访问工具、应用网以及过滤四个部分实现网络间的安全隔离。再次信息加密,信息加密主要包含两个方面,一个是数据保密要求,让没有授权的访问在得到数据后不能解密;另一个是通信保密,同时这也是预防通信数据插入、篡改以及重用的有效方法。最后是身份证与安全审计,为了保障电力系统认证过程中的信息安全,必须通过密钥、口令、指纹、智能卡等方式进行身份验证。安全审计则是对信息系统分析、监控、采集等操作行为进行的审计工作,从而保障监控、预警能力。
(二)完善各项管理制度和措施。1、完善管理规范制度。根据电力系统信息安全的特点和国家对电力系统信息安全的标准,以及国家对电力系统信息安全的法律法规等各方面,建立电力系统管理规范的制度。完善的、有效的、合理的电力系统信息安全的管理规范制度,并且将电力系统的各个管理规范进统一的管理,增强电力行业对风险的承受能力。2、加强设备管理。设备管理是以设备为研究对象,追求设备综合效率,应用一系列理论、方法,通过一系列技术、经济、组织措施,对设备的物质运动和价值运动进行全过程(从规划、设计、选型、购置、安装、验收、使用、保养、维修、改造、更新、报废)的科学型管理。将设备管理制度实施到各个负责人的身上,将责任明确的分配好。3、加强组织管理。组织管理的安全策略主要是针对电力系统内部的人员管理组织进行调节,加强信息安全人员的安全培训,提高安全意识,提升处理安全问题的能力。建立一个完善的、有效的组织管理制度,不断提高有关工作人员的电力系统信息安全意识,还要对工作人员的电力系统信息安全意识进行时段的、有效的抽查。
(三) 加强基础设施建设。电力系统信息网络机房要配有门禁、监控、报警系统、机房专用灭火器、应急照明灯以及接地防雷等措施。加强自然灾害的预警机制,及时应对各种意外。设备标识、布线清晰整齐,机房、配电间的温湿度要符合要求。网络规划应尽量多点迂回,传输网络尽量成环、成网,避免单节点失效导致多点失去网络连接的情况发生。着力优化网络路由,尽量避免城区路由节点,减少因线路中断导致的网络连接中断。
四、电力系统信息安全的研究方向
(一)生产控制系统方面,首先应研究各计算实体的安全。生产控制系统大量采用的可编程控制器工作方式是循环扫描,且具有大量的输入输出接口。另外,生产控制系统中为提高计算效率,采用了数字信号处理器和CPU协同完成计算任务。其次要研究生产控制系统的网络安全。
(二)互联电力信息系统方面,首先应重点关注不同电力信息子系统之间网关设备,包括物理隔离器、路由器等安全,研究这些网关设备的渗透测试方法。其次研究在不同利益主体下,电力信息安全基础设施的建设,重点是认证机构(CA)的交叉认证。最后,我国正在进行智能电网建设,必须超前研究适合智能电网的坚固、灵活、抗攻击以及自防御的信息交互平台。
(三)安全管理方面,首先应加快不同类型电力信息系统相互关联的信息安全标准集建设。其次要研究适合预警、保护、决策、响应和恢复的过程管理机制,增强电力信息系统的主动防御能力。最后要进一步加强信息安全的风险评估研究。
电力系统信息安全关系着整个国家电力使用的安全,为了使人民群众使用更为高效、安全、优质的电能,电力系统工作人员必须加强自身业务素质,提高安全意识,切实做好电力系统工作。
参考文献:
[1]李文武,游文霞,王先培等.电力系统信息安全研究综述[J].电力系统保护与控制,2011,39(10):140-147.
关键词:电力调度;自动化系统;安全运行
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)08-0149-01
随着人们生活水平的提高和高科技技术的发展,在日常生活和一些行业中对电量越来越依赖,电力资源成为了人们生活、工作不可或缺的一部分。电力系统的运行很复杂,需要运输电力资源、供销电量,所以它的安全运行非常重要。电力系统一旦在某一个很小的节点出现故障很容易影响其它的节点运行,从而导致整个电力系统运行受限。为了安全有效运行,提高电力系统的管理效率,电力调度自动化系统出现在了人们的视野当中,它能够随时监控、调节电力系统;具有报警功能,可以利用技术分析电力系统的运行状态,对状态进行评估,并将评估结果发送给调度工作人员,为工作人员调度电力提供依据。
1 影响电子调度自动化系统安全的因素
1.1 自然因素、人为因素导致安全受影响
自然灾害这一方面是不可控的,地震、雷击这些的发生都是突然的,但这些会影响电子调度自动化系统的安全运行时长。人为导致系统无法安全运行有以下几个方面:首先,电力调度自动化系统作为一个计算机系统,运行需要用到通信网络,而人为的黑客攻击、病毒入侵会导致系统出现崩溃、信息被盗,甚至是系统的全面瘫痪。其次工作人员安全意识不够,技术人员认为只要对系统定期进行全面的检测维修,系统就能安全运行,因此重视系统检修忽略了日常的维护工作;还有的工作人员责任心不够,只重视现场操作,对运行管理人员的指导轻视,按照自己的想法修改技术人员的数据信息。最后系统的部分管理人员在工作中不按准则办事,盗取电力调度自动化系统的数据信息谋取个人利益,包括查询、修改数据,严重的破坏了系统的完整性、可靠性[1]。
1.2 管理不蚬娣
电力调度自动化系统由于自动化涉及很多的技术与设备,操作比较复杂,本来管理工作就需要加强,但有些企业却仍旧采用传统的管理方式,没有掌握新的技术知识与新设备的使用。对工作模式没有进行更新,使得管理工作不尽人意。虽然自动化操作降低了工作的强度,但部分员工开始对自己的定位出现差错,导致一些问题的出现。
2 保证电子调度自动化系统安全运行的措施
2.1 采取相应措施解决自然、人为伤害
首先,对于自然灾害做好防范措施。该系统中有很多的电子设备对于正常工作的外部要求较高,发生雷电时产生的强大电流和电磁场会干扰电子设备,所以要整体防御并采取多重保护,应用新技术提高安全防护等级,制定防雷电管理制度。网络是电力调度自动化系统安全运行的基础,一定要做到安全可靠。其次,对于通信网络,要选择运行可靠、访问控制功能完整的系统,如Linux操作系统。并对操作系统定期添加不定的程序,减少系统中的安全漏洞。对于黑客攻击是由于电力与互联网相连接,企业内部网络将互联网作为通道;对于病毒要做好反病毒措施,采取状态检测形式的防火墙防止黑客入侵、非法网络攻击。对于违规操作查询信息是由于企业内部自己建立局域网,与互联网是相隔离的,这可以采取加密通信技术来防止信息被改动、越权访问等行为。还应该定期对员工进行培训、考核,保证他们对日常维护加以重视,提高安全意识与责任心[2]。
2.2 建立完善的管理制度
电力调度自动化系统实现了技术上的先进,但针对这种现状要建立相应的管理制度。包括监督、考核制度,明确工作职责,管理有章可循。日常管理对工作要进行动态化的管理,对于安全隐患也进行动态化的处理。具体落实管理工作,将电力调度自动化系统的每一个数据节点都归到管理工作中,不留一点发生事故的可能。对于日常维护工作,建立完善的内部管理制度,督促员工,降低发生事故的可能性。这些都可以保证电力调度自动化系统正常发挥它本身的功能、价值,所以对系统的安全管理、安全运行要做到脚踏实地。
3 结语
电力调度自动化系统需要进行的任务很多,每一项都是为了保证电力系统的安全稳定。所以随着电网系统的发展,电力调度自动化系统的安全也变得尤为重要,工作人员要意识到系统的重要性以及进行日常维护工作的重要性。在日常的维护工作中保持积极的工作态度,及时发现并解决安全隐患,使电力行业为用户提供更好的服务,推动我国经济的持续发展。
参考文献
[关键词]电力信息网络;安全防护;安全隔离技术;应用分析
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0399-01
前言
电力资源是我国目前应用最为频繁的资源,其作用意义重大已然得到了举国重视,作为我国的重点行业,电力企业要想不断做好自己的本职工作,并在此基础上继续提高发展,就要顺应时代的变化作出适当的改革转变,科学技术水平的提高将网络信息化的普遍程度推广到了各行各业,电力系统也不例外,网络信息化极大地改善了电力系统工作的状态,提高了供电服务的质量,加快了供电服务的效率。为此具有十分重要深远的意义。但是,电力信息网络也存在着一些安全上的问题,所谓安全大过天,安全一直是电力企业放在首位的工作重点,电力资源的特殊性决定了其具有一定的危险系数,因此,要保障居民用电安全不受影响,就必须加强电力信息网络的安全管理,合理利用安全隔离技术,积极做好安全防护工作。
1.电力信息网络的安全隐患
1.1 结构复杂
电力信息网络的工作十分繁杂,为此涉及到大量的数据信息,而每一个数据信息的运算背后后关系到电力信息系统的业务工作,如果这些数据受到外界的攻击,发生了丝毫差错的话,就会危及影响到整个电力系统的发展。
1.2 缺少防护
电力信息网络安全问题直接关系到我国电力企业的发展前景,可以说在电力系统中占有着举足轻重的地位,然而,与其重要性十分不相匹配的是,我国电力信息网络缺少足够的防护措施,始终处于一种暴露状态,一旦有不法分子侵入信息网,将会控制到电力系统的数据,给电力系统工作带来损害。
1.3 认知不足
我国电力系统的很多业务人员工作年限都非常长,不缺乏实际工作的经验,但是由于年龄增加,对于新事物的接受能力越来越弱,对于先进科学技术与科学设备的应用能力较差,且缺乏对其重要性的认知,因此其技术水平仍然止步不前。在工作上难以得心应手,而且没有良好的、积极的工作态度。
2. 网络安全隔离技术的概述
网络隔离技术所利用的原理是,将两个,或者两个以上的计算机或网络,处于一种断开连接的状态,即使如此,仍然能够实现信息交换与资源共享。那就意味着,一旦将安全隔离技术应用在电力信息网络时,就对电力信息网络实行了物理隔离,让其既能在安全的环境下继续工作,又能保障不受网络稳定性的影响,提高信息交换与资源共享的效率。保证了数据的准确性,也就保障了电力系统服务工作的质量。目前我国网络安全防护工作主要还是采用病毒软件、防火墙等工具方式进行,防病毒软件的应用是安全防护的最常用措施,针对性很强,但是需要不断更新。相比而言,安全隔离技术是具有很大优势的,如何将安全隔离技术优势发挥到最大,就要在实际应用中保证技术的合理与达标。
3. 安全隔离技术在电力信息网络安全防护工作中的应用分析
3.1 通用网闸类技术
通用网闸类技术指的是利用两个完全独立的计算机来处理系统两端连接的不同安全等级的网络,这样的话,在两套完全不一样的系统中,进行数据的交换往来,就能够确保内网、外网都做到同步隔离。通过对http协议进行数据分析,来实现数据访问安全的控制。
3.2 双网隔离技术
“网闸类技术的安全强度能够满足信息网隔离要求,但这种技术适合于各个业务系统分别布置在不同的分级区域中,而且这种装置还无法对数据库专用通信协议进行解析和强过滤,不能满足现有电力信息内外双网隔离的架构与需求。”[1]与网闸类技术相比,双网隔离技术在应用强度上要更胜一筹,将电力信息系统中不同业务信息进行分类处理,采取内外双网方式进行隔离,信息外网与因特网采用防火墙相连,安全防御的等级较低,容易受到病毒等因素的危害,但是外网与内网之间不存在网络关系,所以内网的安全防护等级非常高,适宜存储电力系统中各业务的重要数据。
3.3 其它常见安全隔离技术
除了上述两种隔离技术,数据库审计类技术和隔离类技术也较为常见,审计类技术主要是指对一般数据库服务器上的作出监测,采用基于协议解析的技术路线对数据库日志进行旁路分析与记录。
结论
“目前我国电力企业信息系统安全事故频发”[2],这充分说明我国在电力信息网络化的工作中做的仍不到位,电力事业直接影响着我国经济水平的提升发展,关系到人民日常生活的用电安全,因此“电力企业需要高度重视信息网络安全”[3]工作,针对目前出现的问题,做好切实有效的防护,利用安全隔离技术让信息化系统变得更加高校安全,为用户提供放心满意的供电服务。
参考文献
[1] 陈悦.探讨电力信息网络安全防护中的安全隔离技术应用[J].大科技,2012(04):68-69.
[2] 张敏.电力企业信息系统安全防护措施探讨[J].计算机光盘软件与应用,2013(04):175-176.
[3] 任春雷.电力信息网络安全防护及措施研究[J].商品与质量,2016(05).
作者简介:
1孙川,男,河南鹤壁浚县,1984年8月生,大学本科,国网河南浚县供电公司职工,工程师,主要从事电力信息,网络与安全等方面的工作。