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)絡攻擊
   泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的開放性使得電力監(jiān)控系統(tǒng)容易受到外部網(wǎng)絡攻擊，如惡意軟件感染等可以通過網(wǎng)絡漏洞入侵電力監(jiān)控系統(tǒng)，竊取敏感信息、篡改數(shù)據(jù)、破壞系統(tǒng)運行，甚至可能對電力系統(tǒng)造成嚴重的破壞。
2. 內(nèi)部網(wǎng)絡威脅
   內(nèi)部人員的誤操作、惡意行為或設備故障也可能對電力監(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備接入內(nèi)部網(wǎng)絡，導致病毒感染或數(shù)據(jù)泄露；內(nèi)部設備可能存在安全漏洞，被攻擊者利用進行攻擊。

1. 數(shù)據(jù)泄露
   電力監(jiān)控系統(tǒng)中存儲著大量的敏感數(shù)據(jù)，如用戶用電數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)等。如果這些數(shù)據(jù)被泄露，可能會導致用戶隱私泄露、企業(yè)商業(yè)秘密泄露等問題，給用戶和企業(yè)帶來嚴重的損失。
2. 數(shù)據(jù)篡改
   攻擊者可能通過網(wǎng)絡攻擊或內(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)，導致數(shù)據(jù)的真實性和完整性受到破壞。這可能會影響電力系統(tǒng)的正常運行，甚至可能引發(fā)安全事故。

1. 設備故障
   電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設備可能會出現(xiàn)故障，如傳感器故障、通信設備故障等。這些故障可能會導致數(shù)據(jù)采集不準確、通信中斷等問題，影響電力監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。
2. 設備被攻擊
   攻擊者可能通過物理攻擊或網(wǎng)絡攻擊破壞電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設備，如破壞傳感器、篡改設備程序等。這可能會導致設備無法正常工作，甚至可能對電力系統(tǒng)造成嚴重的破壞。

1. 加強網(wǎng)絡邊界防護
   在電力監(jiān)控系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡的邊界處設置防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等安全設備，對進出網(wǎng)絡的流量進行嚴格的過濾和監(jiān)測，防止外部網(wǎng)絡攻擊。同時，要加強對內(nèi)部網(wǎng)絡的訪問控制，限制內(nèi)部人員的訪問權限，防止內(nèi)部網(wǎng)絡威脅。
2. 加密通信數(shù)據(jù)
   采用加密技術對電力監(jiān)控系統(tǒng)中的通信數(shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。可以采用對稱加密和非對稱加密相結合的方式，提高加密的強度和效率。
3. 建立安全審計機制
   建立安全審計機制，對電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡活動進行記錄和審計，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全風險和違規(guī)行為。安全審計可以包括網(wǎng)絡流量審計、用戶行為審計、系統(tǒng)日志審計等。

1. 數(shù)據(jù)加密存儲
   對電力監(jiān)控系統(tǒng)中的敏感數(shù)據(jù)進行加密存儲，確保數(shù)據(jù)在存儲過程中的安全性?？梢圆捎脭?shù)據(jù)庫加密、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
   建立數(shù)據(jù)備份與恢復機制，定期對電力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行備份，確保在數(shù)據(jù)丟失或損壞時能夠及時恢復。同時，要對備份數(shù)據(jù)進行嚴格的管理和保護，防止備份數(shù)據(jù)被泄露或破壞。
3. 數(shù)據(jù)訪問控制
   建立嚴格的數(shù)據(jù)訪問控制機制，限制用戶對敏感數(shù)據(jù)的訪問權限?？梢圆捎蒙矸菡J證、授權管理等方式，確保只有授權用戶才能訪問敏感數(shù)據(jù)。

1. 設備認證與授權
   對接入電力監(jiān)控系統(tǒng)的設備進行認證和授權，確保只有合法的設備才能接入系統(tǒng)。可以采用數(shù)字證書、設備指紋等技術，對設備進行身份認證。
2. 設備安全加固
   對電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設備進行安全加固，如關閉不必要的端口、安裝安全補丁、設置強密碼等，提高設備的安全性。同時，要定期對設備進行安全檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)和修復設備的安全漏洞。
3. 設備監(jiān)測與預警
   建立設備監(jiān)測與預警機制，對電力監(jiān)控系統(tǒng)中的設備進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設備的異常情況和安全風險。可以采用傳感器監(jiān)測、網(wǎng)絡監(jiān)測等方式，對設備的運行狀態(tài)、網(wǎng)絡流量等進行監(jiān)測。

五、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務的平臺。 用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務。

該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

六、應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、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、電力運維等領域。

七、組網(wǎng)結構

八、平臺功能

（一） 可定制駕駛艙

（二）電力集抄

電力集抄模塊可以實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進行綜合檢測和統(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 備運行（包括歷史和實時參數(shù)，并根據(jù)實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，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化、信息化技術，實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動 化、科學化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機結合起來，運用數(shù)據(jù)處理與分析技術，進行離線生產(chǎn)分析 與管理，實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調度，優(yōu)化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提 升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

（四）預付費管理

（1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

（2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置；

（3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

（4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

（5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

（6）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

（五） 充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術，對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎數(shù)據(jù)管理等功能。

（六）智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實現(xiàn)定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節(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、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實現(xiàn)快速時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。

（八） 智慧消防

通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。原先針對“九小場所”和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應于所有公建和民建，實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細化”的實際需求。

（九）系統(tǒng)硬件配置

結語

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)點接入，對二次安全防護系統(tǒng)分區(qū)配置提出新要求。為保證泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設背景下電力監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，需要充分結合先進技術優(yōu)勢，不斷更新和完善安全措施，及時封堵漏洞、防范風險。

參考文獻：

[1] 王振．智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術研究[D].濟南：山東大學，2017.

[2] 黃煒昭，呂啟深，黃榮輝，等．基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電網(wǎng)主設備管理創(chuàng)新模式探究[J].中國電力，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)安全防護研究.國網(wǎng)沈陽供電公司，遼寧沈陽110003.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.

作者簡介：

張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司