智能电网中网络安全的关键技术与应用

冼志生

摘要：近年来随着电力行业的发展进步，智能电网在电力企业与用电用户之间的交流中起到了重要作用，不仅使得沟通方式有所创新，并且沟通效率大大提升，真正实现了智能化的服务、信息化的交流。尽管智能电网在应用后有利于电力企业工作效率的提升以及电力系统的平稳正常运行，但是在应用过程中仍然存在着网络安全问题，导致无论是电力企业还是电力用户在沟通中都存在着一定的风险性。本文以此为基础，对智能电网中网络安全的关键技术进行深入探讨并就应用情况进行分析研究。

关键词：智能电网;网络安全;关键技术;应用

一、智能电网中的网络安全概述

（一）智能电网介绍

智能电网是指应用现代化网络技术与传感器技术、智能控制技术等多样化先进智能技术共同形成技术基础，从而使得原始专用电网可以实现信息化，极大程度提高专用电网的智能程度。总而言之，在传统电网的基础上智能电网加以改进，形成双向互动信息网。

（二）智能电网信息系统

智能电网信息系统就结构而言可分为三个主要部分，分别为基础设施、应用体系与支撑平台。基础设施是指智能电网信息系统内的硬件基础设施，例如测量设备;应用体系是指智能电网信息系统的實体应用，较为具体，例如智能监测与智能调度;支撑平台是指职能电网系统整体的软件架构，包括系统内部的存储与传感测量等。

（三）智能电网中网络安全需求分析

通过具体应用可知，在智能电网中网络安全需求分析可包括三个主要方面，分别为通信安全、数据安全与系统安全。下面就这三个主要方面进行安全需求详细分析。

第一，由于在智能电网中的通信设备大部分是以嵌入式的模式导入到系统中的，因此在系统中所占据的内存相对较小，传输过程中速度相对较慢。但是由于智能电网系统所要求的数据传输时间相对较快，因此在进行智能电网通信设计的过程中，不仅要考虑到所使用设备的最高计算能力，也要就系统要求的响应时间进行考量。

第二，通过对智能电网的分析，可知其具有一定程度的特殊性，在通信系统的优先等级方面可用性最高，完整性排为第二，而机密性则排名第三，这与常规的软件信息系统是有显著性差异的。总而言之，在智能电网系统中系统的运行情况与完整性情况更受重视。也就是说在智能电网系统中，如果想要实现通信与沟通，那么必须以系统可用性作为最大的基础前提，如果系统或者相关设备显示不能正常运行或者处于不能正常控制的状态，那么会导致智能电网系统不能正常运行，从而带来较为不可预计的后果。除此之外，智能电网还要求系统中的数据必须具有完整性，不仅要避免被违规改动，同时也要被避免错误指令的执行。而机密性则要求在访问智能电网中的所有数据时，必须首先经过授权。

第三，在智能电网中，数据安全主要包含数据传输与数据来源两类。数据传输安全主要是指在智能电网系统中数据传输的各个环节都应为加密状态，在一定时间范围内属于机密;数据来源安全是指在智能电脑系统中进入的所有设备，必须经过合理合规的认证，以此避免恶意介入所产生虚假数据。

二、智能电网中网络安全的关键技术

（一）智能电网通信协议逻辑结构

通过相关调查可知，目前我国大部分智能电网中所应用的通信协议为工业控制系统通信协议Modbus，本文以此为例，详细分析智能电网中网络安全的关键技术。

（二）智能电网通信协议安全问题分析

尽管工业控制系统通信协议Modbus协议目前的应用较为广泛，在工业控制系统中发挥了有效作用，但是该协议本身存在着一定的安全问题。第一，该协议本身在设计过程中存在着一定程度的安全问题;第二，应用后数据的安全性有待提高;第三，ModbusTCP的安全性差。

（三）智能电网中网络安全的关键技术

在目前的智能电网系统中，主要运用的网络安全关键技术，根据不同的环节可分为：信息传输通信关键技术、信息采集过程关键技术、信息处理阶段的关键技术。

信息传输通信关键技术是智能电网能否正常运行的关键部分，智能电网如果正常运行，那么必须将数据完整的传输值对应的客户端。

信息采集过程中关键技术应用主要是无线传感器网络安全技术与射频识别安全技术。前者是指通过设置主密钥对不同的数据进行实时监测，以信任中心为媒介收取传感器所收集和整理的数据，从而保证智能电网系统中不同节点的信息采集的安全性。后者计数的运算效率相对较高，同时也提出了更高的信息采集要求，目前该项技术中认证方式最有效的方法为HB协议。

信息处理阶段的关键技术可以解决智能电脑系统中的数据安全问题与备份安全问题。通过相关调查可知智能电网系统中所使用的存储方式为云存储，因此必须就数据信息的储存安全问题进行把控。具体而言，在安全保障过程中，必须对用户的信息读取权限加以管理，设定对应的角色授权机制，对来访者的信息加以收集。由此可以对访问权限进行合理管理与控制，防止外来人员随意下载系统中的信息，做到提高信息储存的安全性，保证信息处理的有效性稳步提升。

三、智能电网中网络安全的关键性技术应用建议

本文以上述为基础对智能电网中网络安全的关键性技术应用提出对应建议，主要为以下两个方面：

第一，加强对智能电网中不同环节的信息安全管理。通过相关调查可知，目前智能电网系统中信息安全管理措施尚不完善，缺乏系统性与全面性，因此在应用相关技术时会存在多样化的信息安全隐患。因此必须不断优化与升级智能电网系统中的各项设备，保证智能电网系统中，无论是数据还是信息都可以正常运输与传递。除此之外，在信息安全管理的过程中，可以利用多样化的技术手段形成综合技术支撑，还要定期对电网系统的信息安全性进行检测，在检测过程中要通过反复测试确保安全性符合相关要求标准。

第二，要创新目前的信息安全技术手段。通过相关调查可知目前智能电网系统中所应用的网络安全关键性技术较为单一，在管理过程中效率不高，因此作为电力企业，必须加强对智能电网中网络安全关键性技术的提升与开发，不断创新与改进。例如，在提高信息安全性的过程中可以建立信息安全日志、重视安全审计工作。

结束语

综上所述，电力行业近些年来得到快速发展，电力资源不仅与我们的生活还与我们的生产密切相关，可以说电力资源是我们的生活必需品。因此为了确保电网运行安全，降低电网在运行过程中发生故障的可能性，必须加深智能电网中网络安全关键技术的相关研究，并且就应用现状进行深入分析，从而促进电网可以平稳运行。除此之外，对网络安全技术深入研究还可以促进电力企业与用电用户之间的通信，促进电力企业为用户提供更好的服务，满足不同的多样化电力需求。

参考文献：

[1]汤奕，陈倩，李梦雅，等.电力信息物理融合系统环境中的网络攻击研究综述[J].电力系统自动化，2016，40（17）：59-69.

[2]方瑞峰，李磊，孔泽腾，魏刚，任艳明.智能电网中网络安全的关键技术与应用[J].装备维修技术，2019（04）：201+186.

[3]张涤，苗霁.浅析智能电网中网络安全关键技术[J].通讯世界，2019，26（06）：211-212.

[4]方瑞峰，李磊.智能电网中网络安全的关键技术与应用[J].装备维修技术，2019（4）：186，201.

[5]张涤，苗霁.浅析智能电网中网络安全关键技术[J].通讯世界，2019，26（6）：211-212.

[6]潘登，阚涛.智能电网中网络安全的关键性技术与应用研究[J].中国新通信，2018，20（20）：139.

[7]戴彦.新一代人工智能在智能电网中的应用研究综述[J].电力建设，2018，39（10）：1-11.