对智能变电站计量系统安全防护技术的几点探讨

邹黎

广东电网有限责任公司惠州供电局 广东 惠州 516000

引言

智能变电站计量系统承载了变电站相关数据的信息采集和分析工作。其采用先进的智能设备终端和通信技术完成信息保护、计量监测等工作，具有电网实时监控、智能分析、远程调节、协同互助等工作等多种功能，能够实现信息系统的超级共享。

但受信息环境影响，智能变电站计量系统容易存在安全隐患，一旦某个节点受到恶意攻击，系统就会陷入瘫痪。计量系统的安全防护问题，对整个智能变电站的整体设计影响重大，为保障系统信息安全，数据访问稳定，需要引入新的理念，实施新的技术。本文从技术角度探讨了智能变电站计量系统安全防护的相关问题，并将重点放在系统架构、安全防护技术应用等方面，旨在提出有效的安全防护措施，以确保智能变电站计量系统的稳定运行和数据的可靠性。通过分析当前的安全威胁和现有的防护技术，结合实际应用场景，为智能变电站计量系统的安全防护提供一些有益的思路和建议。

1 智能变电站计量系统的架构

新一代智能变电站计量系统主要是采用可靠、集成、低碳、环保的智能设备进行数字化平台管理，系统实施信息共享建设，实现信息采集、测量、控制、保护、计量等在线监测工作。智能变电站计量系统实时采集、准确计算电量信息为智能电网建设模块提供可靠的依据[1]。

智能变电站计量系统与传统的变电站有很大的差异。主要表现在每一个设备都实施信息化管理，应用合并单元将模拟信号转化为数字信号。在系统中包含智能计量插件、智能多合一装置和智能变电站通讯[2]。系统基于IEC61850基础建设，实施网络化管理。智能变电站计量系统形成了以智能电能采集终端为核心通过RS485网络光纤等通信设备实施数据化管理。我们可以发现，智能变电站计量系统实施一体化平台建设，设计计算主站系统，实施不同层级的控制，通过智能采集终端实施数字化管理。

智能变电站计量系统遵循电量计量原理，通过数据单元完成数据采集。计量系统将电子式传感器中的额定电压和额定电流实时转化形成新的计量类型[3]，将信息转化为数字信号，提高工作效率。系统能够准确接收用电户信息，实施大范围覆盖。计量系统采集到的数据通过光纤传输，降低出现错误的概率，提高电力系统的稳定性。在计量工作中应用智能电能表结合变电站运行方式，对质量信息实时调整。

智能电能表采用的传输介质为光纤，大大提高了信息传输的准确性。智能电能表的实时计算分析模块，还能对实时的电量实时记录，并储存在相应设备上，并充分利用外在装置实施规范化计量，以此保障智能变电站计量系统稳定运行[4]。在合并单元电能计算中，智能变电站运用合并单元方式实施信息数据初步处理，合并单元采用IC60044-8通信技术采用内插法同步计算方式实施信息采集，利用IC61850-9-1通信技术获取信息传送给智能表，保障变电配电设备安全。智能化变电站电能计量纠错设计采用的光纤和电子式传感器连接，在检测时将标准电能表连在一起，实施两个装置分别计算，达到智能表检验目的，全面提高了系统的准确性。

2 智能变电站计量系统安全防护技术应用

2.1 系统整体防护策略

智能变电站计量系统以多个通信网区域连接方式进行，在多个应用层实施业务管理与控制。系统容易受到不同形式的攻击，破坏变电站计量信息的完整性与准确性。为了提高智能变电站计量安全系统的管理，需要从安全认证、密钥协商设计、数据加密、访问控制策略、物理安全性等方面实施保护，计量系统信息安全防护要遵循系统架构进行数字化管理，确认网络结构完成安全隔离[5]。具体操作中，要设计安全通信协议，实施主站与接入设备用户之间的身份鉴别，建立数据加密通道，保证传输数据准确性，采用更完善的访问控制策略，在系统边界部署流量控制系统，抵御风险，在系统接入端部署防火墙，实施安全防护前置控制，对业务数据系统进行全方位检测。智能变电站计量系统整体防护需要立足于智能变电站的实际情况，从设备上、技术上以及应用上考虑系统整体防护策略。智能变电站计量系统建设需要集中在设备运行以及技术操作上。我国不同地域的智能变电站状况不同，硬件设备软件设备存在差异，在系统防护整体设计中，要考虑地域差异、条件差异。系统整体防护策略主要是通过技术和设备之间的高度融合，采用信息化管理模式实施整体控制。

2.2 安全认证技术应用

智能变电站计量系统安全防护，采用安全认证与密钥协商设计，该方法对传统SSL协议进行改进，针对计量系统通信实时体验。做好身份认证和MAC校验，轻量级安全认证和密钥协商协议采用国密ISM2和SM3算法，密钥协商采用单项hHASS值计算和MAC校验功能，在安全认证和密约协商前预制密钥列表，共享参数保护，启动会话，发送协议版本号[6]。加密技术用于相互之间交换，利用参数保护密钥。在通信设计中利用数字证书认证实施密钥协商，生成密钥索引。具体设计中明确初始向量，使用密钥和主密钥数据加密，完成验证。安全认证技术应用需要根据变电站的具体情况执行。

2.3 数据加密技术应用

信息数据传输的安全性是保障智能变电站计量系统安全的基础。

在智能变电站计量系统中，数据的传输是不可或缺的重要环节，而数据的泄露和篡改可能会导致严重的后果。因此，我们应该采取措施来确保数据传输的安全性、准确性与可靠性。例如，采用加密技术对数据进行加密，确保数据在传输过程中不被窃取或篡改；建立完善网络安全防护系统，采用更高精度的网络安全设备，如入侵检测系统、防火墙等，对网络进行监控和防御，实时监控网络的安全状态，及时发现和应对网络攻击行为，防止黑客攻击和恶意入侵；定期对系统进行安全审计，及时发现并修补系统中的安全漏洞。

智能变电站计量系统中的数据传输，以数据映射在以太网上中实施加密操作，避免通讯延迟，提高数据传输效率，满足系统实时性、可靠性的要求，在安全认证前提下实施GOS报文和SM报文采用密文加安全认证等方式传播。该技术的重点是实施跨系统网络边界控制。

不同的报文加密方式不同，每种报文涉及传输格式和加密算法都会增加网络负担，因此，为了保证传输数据的安全性高效性，需要将不同报文结构进行解密，通过增加扩展字段来表示不同的加密方法。数据单元中增加认证码，完成信息校验码，重新定义保留字段，采用多种加密模式，保留循环校验机制扩展字段安全认证，针对智能变电站数据传输报文的安全性，一般采用CCM算法，该算法主要是采用ES加密算法来进行数据认证，此方法安全性较高，在智能设计中可以发挥积极作用，以保障数据的完整性和保密性。

2.4 访问控制技术应用

严格的访问控制策略是智能变电站计量系统安全的关键。

智能变电站计量系统采用众多业务系统协同操作的方式，共享大量业务资源，为了保证系统安全性，访问控制也是智能变电站计量系统安全防护的重要方面。智能变电站从终端设备入手，建立合理的权限管理机制，对系统中各个角色和操作进行分类管理，明确各个角色的权限范围，确保只有获得授权的人员才能访问和操作系统，限制外来人员对业务系统的资源访问，限制对计量系统的访问权限，可以有效防止非授权人员的恶意操作和信息泄露。在数据加密技术、数字认证技术和安全认证等技术加持下对接入终端的设备访问实施全面控制。访问系统认清主系统，明确服务器操作要点，完善接入认证系统，请求做好主站认证系统建设。主站认证服务器操作中明确身份审核，做好全线激活模块设置。访问控制中，根据历史计算出信任值，方案模块在重载设备中完成身份合法验证、用户权限验证。在具体设计中使用终端设备实施核心控制，做好安全模块控制。在信息库建设中实施账户审核模块控制、访问控制模块、密码机信任计算机模块设计。实践中提交账户信息，进行身份合法性验证，返回相应的用户资料，在发送权限设计中运用激活方式请求信息。访问控制服务器逻辑中采用横向和纵向信息网格方式，强化认证系统功能。可以发现，访问控制系统结构图建立了请求系统、主站认证系统以及主站认证服务器通过智能变电站终端设备操作，提供系统认证服务。该系统依托通信网络实现身份合法验证，明确用户权限，进行模块化管理。

2.5 物理防护技术应用

加强物理安全防护措施也是智能变电站计量系统安全防护的重要环节。智能变电站计量系统通常会部署在特定的场所，因此，我们需要采取措施来防止潜在的物理攻击。

首先，可以采用严格的监控系统，对整个变电站的活动进行实时监控和录像，以便及时发现和应对任何安全事件。其次，可以设置安全防护区域，并采取措施限制非授权人员的进入，确保系统的物理安全。另外，还应确保服务器的环境安全，如防火墙和温湿度控制装置，以防止火灾和其他环境因素对计量系统的安全造成损害。最后，应保证计量设备的可靠性和稳定性，建立健全的设备管理和维护制度，定期对设备进行巡检和维护，避免因设备故障或老化引发的安全风险，确保系统设备的正常运行和安全性。

2.6 系统安全性验证

为了保证智能变电站计量系统安全，采用模拟智能计量系统进行操作，避免智能变电传系统计量系统存在安全隐患。设计中，实施通信协议安全验证，将非授权访问拦截功能、安全防护功能等应用。在具体实际中智能电电站计量系统安全结果测试中，明确传输数据中的安全性访问，明确控制性通信协议，实施安全测试方法，避免伪造安全码、伪造数据、伪造循环校园码。安全性验证遵循非用户访问系统操作方式，避免非法接入设备，对协议进行逻辑形式化改变。在系统安全性验证中运用数据采集、数据监控等方式保障系统安全性。实施系统安全性验证，实际上是通过动态化的管理方式保障计量系统安全。在智能变电站应用过程中运用系统安全性验证能够从宏观和微观上共同实施全过程管理。

3 结束语

智能变电站以信息技术作为支撑开展各项电力工作。计量系统是智能变电站数据采集的核心系统，计量系统的安全防护影响了智能变电站的运行效果。从本文研究可以发现，智能变电站计量系统防护要增加安全认证码，实施信息校验，完善循环教育机制，以多次安全认证来提高系统的机密性和完整性。在防护技术应用中明确系统安全属性，实施身份认证和密钥协商，在不影响智能变电站正常工作的前提下做好信息系统的整体梳理，保障智能变电站计量系统处于安全稳定的环境。智能变电站计量系统安全防护。不仅要从技术角度上考量，更要从管理机制上完善，强化制度和技术的高度融合，保障智能变电站计量系统安全稳定运行。