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電力監(jiān)控系統(tǒng)是指用于監(jiān)視和控制電力生產(chǎn)及供應過程的、基于計算機及網(wǎng)絡技術的業(yè)務系統(tǒng)及智能設備，以及做為基礎支撐的通信及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。
當今企業(yè)信息化建設日新月異，同時世界信息技術不斷革新，電力企業(yè)加強網(wǎng)絡安全工作，以及如何更好地保證各類信息技術的安全化和合理化應用，對于促進國民經(jīng)濟的快速、健康和安全發(fā)展具有重要意義。
隨著電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設及應用的進一步深化，網(wǎng)絡規(guī)模的逐步擴大，網(wǎng)絡承載的業(yè)務數(shù)量也大幅增多，進而提高了網(wǎng)絡復雜度，增大了電力監(jiān)控系統(tǒng)安全運行的隱患，提升了安全管理難度。本文基于對電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護的總體要求，闡述電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護的必要性，同時針對目前發(fā)電廠內(nèi)自動化系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)、發(fā)輸電設備之間可能存在的電力監(jiān)控系統(tǒng)安全隱患和風險進行相關分析。
一 電力監(jiān)控系統(tǒng)所面臨的安全形勢
烏克蘭停電事件回顧
2015年12月23日，歐洲烏克蘭電力系統(tǒng)遭到高度破壞性的惡意軟件攻擊，攻擊者通過內(nèi)網(wǎng)滲透，利用系統(tǒng)漏洞獲取SCADA系統(tǒng)控制權(quán)限，遠程操控SCADA系統(tǒng)，對系統(tǒng)直接發(fā)送相關跳閘操作命令。至少3個區(qū)域的電力系統(tǒng)被攻擊，其中部分變電站的控制系統(tǒng)遭到破壞，監(jiān)控管理系統(tǒng)同時遭到入侵，導致發(fā)電設備產(chǎn)生故障，造成用戶大面積停電。
同時停電過程中，電力線路報修中心遭受自動撥號軟件的惡意攻擊，導致客服系統(tǒng)阻塞，干擾事故處理和恢復，致使電力一度中斷3—6小時，約140萬人受到此次事件影響。
2016年1月1日，烏克蘭網(wǎng)絡攻擊的潛在惡意軟件樣本被揭露，烏克蘭電力部門感染的是惡意代碼BlackEnergy;2016年1月4日，BlackEnergy木馬再度來襲，烏克蘭的電力工業(yè)連續(xù)遭受攻擊;2016年1月15日，烏克蘭基輔最大的城市機場一一鮑里斯波爾機場網(wǎng)絡遭受BlackEnergy攻擊;2016年1月28日，卡巴斯基的分析師發(fā)現(xiàn)了針對烏克蘭STB電視臺攻擊的BlackEnergy相關樣本; 2016年2 月13日， BlackEnergy陸續(xù)攻擊了烏克蘭的礦業(yè)及鐵路系統(tǒng)。
此次烏克蘭變電站網(wǎng)絡攻擊事件中，攻擊者組織周密，經(jīng)過了長期準備和策劃，利用多種攻擊手段相 互配合，惡意毀壞相關數(shù)據(jù)，導致停電事件發(fā)生。
深度丨電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護在火電廠的實施現(xiàn)狀與隱患分析輔助
圖1 烏克蘭停電事件中黑客的攻擊過程
反映出的電力網(wǎng)絡安全問題
據(jù)統(tǒng)計，世界上大面積停電事件時有發(fā)生，但大多數(shù)是因為外力破壞或者電力設備故障造成的，由網(wǎng)絡黑客直接攻擊電力設備導致大規(guī)模停電的例子在之前還從未出現(xiàn)過，直至此次烏克蘭事件的發(fā)生。至此，通過注入病毒木馬或惡意軟件入侵電力網(wǎng)絡，并由此控制電力系統(tǒng)，破壞電力基礎設施，已由假想變?yōu)楝F(xiàn)實。
伴隨著烏克蘭停電事件的持續(xù)發(fā)酵，讓人們重新審視了隨著信息網(wǎng)絡技術與工控系統(tǒng)的不斷融合發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)所面臨的安全風險日益增大，直接威脅到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和電力可靠供應。
當前，網(wǎng)絡空間業(yè)已成為繼陸面、海洋、天空和外太空后的第五大作戰(zhàn)空間，世界各國政府已經(jīng)圍繞“制網(wǎng)權(quán)”展開了國家級別的博弈甚至局部網(wǎng)絡戰(zhàn)爭，而作為國家關鍵基礎設施的電網(wǎng)無疑是網(wǎng)絡攻擊和網(wǎng)絡犯罪的重要實施目標。因此為確保電力監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定、快速、安全、高效率地運行，防止黑客病毒、惡意代碼等各種形式的惡意破壞和集團式攻擊，致使電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰或癱瘓，必須要加強其安全防護工作。
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主持設計、制造了中國第一臺交流發(fā)電機
鐘兆琳（1901～1990）中國電工專家。號瑯書。中國電機工程專家[1] 、電機工程教育家。中國科學院學部委員。（著名工程力學、計算力學專家，中國科學院院士，大連理工大學工程力學研究所所長鐘萬勰之父）30年代，指導并參與研制出我國第一臺交流發(fā)電機和電動機，促成了我國第一家民族電機制造廠。成功地設計了分列芯式電流互感器、頻率表、同步指示器等儀器儀表。長期擔任教學工作，其啟發(fā)式教學方法深受學生們歡迎，從事教育60余載，學子遍布海內(nèi)外，為我國教育事業(yè)作出重要貢獻。
1985年9月第一個教師節(jié)時，江澤民給生病住院的鐘老先生寫了一封信，內(nèi)容如下：
兆琳老師：
今天是首屆教師節(jié)，首先向您致以節(jié)日的祝賀，祝您早日康復。我即將去京開會，回來再來看您，尚望善自珍重。
鐘兆琳教授(前排左六)和江澤民學長(前排左五)
赤子愛國心
鐘兆琳，1901年8月23日生于浙江省德清縣新市鎮(zhèn)。鐘兆琳的父親鐘養(yǎng)圣（1878～1940）曾追隨孫中山先生參加過辛亥革命，也和邵力子先生一起到過祖國大西北，是一個見多識廣，且有現(xiàn)代資產(chǎn)階級民主意識的讀書人。鐘兆琳的母親俞氏，是家庭婦女（1876～1920），在鐘兆琳不滿20歲時便去世了。新市鎮(zhèn)早在明末便有工業(yè)手工業(yè)作坊，清末之際從事工商業(yè)的人更不鮮見。在這種環(huán)境中誕生的鐘兆琳，對他以后的成長和事業(yè)，應該說不無關系。
1908年，鐘兆琳開始在新市鎮(zhèn)仙潭小學讀書。這個時期，正是辛亥革命醞釀，爆發(fā)的時期，由于家庭和社會的影響，鐘兆琳在小學時，即對科學產(chǎn)生了濃厚的興趣。小學時期的鐘兆琳，國語、算術都是學校的頭等。1914年，鐘兆琳13歲便入上海南洋公學附屬中學讀書。那時南洋公學附屬中學和南洋公學一樣，以學習洋人為美事，搬取了洋人的教育方法，所以鐘兆琳在4年的中學階段，受到了近乎現(xiàn)代的教育，這為他以后的事業(yè)奠定了基礎。
1918年，鐘兆琳由附屬中學升入南洋公學電機科，中間因病休學一年。1923年，鐘兆琳大學畢業(yè)，取得學士學位。
大學畢業(yè)后，鐘兆琳到上海滬江大學當了一年教師，教數(shù)學和物理，旋即于1924年到美國康奈爾大學電機工程系留學。
康奈爾大學電機系當時由著名教授卡拉比托夫主持?？ɡ韧蟹蛟诒姸嗟膶W生中間，發(fā)現(xiàn)了這個來自太平洋彼岸的黃皮膚青年的與眾不同；鐘兆琳有非凡的數(shù)學才能，數(shù)學考試幾乎總是第一名。有一位比鐘兆琳年級還高的美國學生，考試常不及格，竟請鐘去當他的小老師，鐘兆琳的學位論文，也深為卡拉比托夫欣賞。所以，卡拉比托夫經(jīng)常以鐘的成績和才能勉勵其他學生。1926年春，鐘兆琳獲得康奈爾大學的碩士學位，經(jīng)卡拉比托夫介紹推薦，鐘兆琳到了美國西屋電氣制造公司當了工程師。
他是位天才教育家
1927年，交通大學電機科長張廷璽（號貢九）向鐘兆琳發(fā)出邀請，熱切希望他回國到交通大學電機科任教，此時鐘兆琳在美國正是春風得意，事業(yè)上鵬翅正舉，生活上待遇優(yōu)厚之時，但激蕩的報國愛國之心，使他毅然扔下美國的一切，立即回國。到了交通大學，擔任了電機科教授，先教授機械工程系的電機工程，同時主持電機系的電機實驗室及其課程。在30屆電機系學生眾口一聲的推崇之中，鐘兆琳教授接任了“交流電機課程”，一直擔任主講。很快，鐘兆琳便成為交通大學的著名教授。鐘以其認真負責的精神，引人入勝的啟發(fā)式教學方法贏得了學生的一致好評，正如他的學生們所說：“鐘先生屬于天才型教授，講起書來如天馬行空，行云流水，使人目不暇接”。“他先把一個基本概念（特別是較難理解的概念）不厭其煩地詳細而反復地講清楚，當同學們確實理解后，他才提綱挈領地對書本上其他內(nèi)容作簡要的指導，隨即布置大家去自學。令人信服的是，每當先弄清基本概念后再去消化書本上的知識，會發(fā)覺既清楚又易懂，而且領會深，記得牢”。當時，教材都是英文版的，鐘兆琳用英語講解，鐘很注重英語語法，并通過嚴謹?shù)恼Z法結(jié)構(gòu)，使他講授的“電機工程”，“交流電機”等課程中的基本原理和概念得以準確地表達出來。經(jīng)過融會貫通，同學們便可以觸類旁通。
鐘兆琳教授在講課
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新中動力機器廠---中國第一家柴油發(fā)電機組廠
在20年代以前，中國基本上沒有搞電機的人才，微弱的工業(yè)所用的電機，連技術人員都來自西方。以后，隨著一批又一批中國學子從校門走出，被輸送到民族電機工業(yè)的前沿陣地上，中國才開始使自己的電機工業(yè)起步和發(fā)展。鐘兆琳教授不但以其出眾的才能培養(yǎng)出大批優(yōu)秀人才，而且身體力行，把自己的教學和祖國的工業(yè)發(fā)展結(jié)合起來，為民族電機工業(yè)作出了巨大的貢獻。
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1932年初，他說服華生風扇廠總工程師楊濟川先生，制作他設計的分列芯式電流互感器頻率表、同步指示器、動鐵式頻率表等，均取得成功。隨之，受總經(jīng)理葉友才先生的聘請。鐘兆琳作了華生電扇廠兼職工程師。1933年，他又說服華生廠買下南翔電燈廠，并介紹自己的助教褚應璜也進廠，和他一起設計制造交流發(fā)電機，由新中動力機器廠制造柴油機配套進行發(fā)電，成為一個系統(tǒng)。中國的電機工業(yè)從此真正發(fā)展起來了。
鐘兆琳(左二)、顧積棟(左三)、陳世坤(左一)及其研究生
1935年交通大學電機系全體同學合影
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附：鐘兆琳人物生平
1901年生于浙江。1918年入南洋公學就讀，1924年赴美入康奈爾大學電氣工程研究生院，1926年獲碩士學位，隨即任西屋電氣公司工程師。從20年代開始，鐘兆琳從事電工教育先后逾60年，培養(yǎng)了數(shù)以萬計的科技人才。其中許多人成為知名學者、實業(yè)家，如錢學森、王安、褚應璜、丁舜年 、張鐘俊、周建南等。鐘兆琳在1990年3月病重時，遺言捐贈2萬元建立教育基金。西安交通大學設立鐘兆琳獎學金以資紀念。
1901年8月23日出生于浙江省德清縣新市鎮(zhèn)。
1923—1924年上海滬江大學數(shù)學教員。
1926—1927年美國WestingHouse電機制造廠工作。
1927—1942年交通大學電機系副教授、教授。
1933—1937年兼任華生電機廠工程顧問。
1943—1944年上海新聞報館理工學生輔導工作。
1944—1945年上海中華工程建設公司工程部經(jīng)理。
1945年交通大學任教授，并擔任臨時大學教務長。
1946年交通大學電機系主任。
1956—1957年隨交大西遷至西安，任西安交通大學電機系主任，教授。
1957—1990年西安交通大學學術委員會副主任、教學委員會副主任
缸數(shù)：4缸、6缸、12缸 。
濰柴東方紅：230KW、40KW、50KW 、75KW、80KW、90KW、100KW 、120KW、150KW 。
柴油機型號：4569D系列、D226B-3D系列、K4100D系列、6105ZD AZLD系列等。缸數(shù)：3缸、4缸、6缸 。
康明斯：50KW 、80KW、100KW、120KW、
150KW 、180KW、200KW、250KW 、280KW、300KW 、350KW 、400KW 、500KW、600KW、800KW、1000KW 。
柴油機型號：4BTA3.9-G系列、6BT5.9-G系列、
6CT8.3-G系列、NT855-G系列KTA19-G系列、KTA38-G系列KTA50-G系列。
缸數(shù)：4缸、6缸、12缸 等、
實現(xiàn)了對尾部煙氣蒸發(fā)運行工況的數(shù)值模擬中國目前排在第15位但由于風電和光伏發(fā)電出力具有不確定性推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和規(guī)?；瘧贸霎a(chǎn)質(zhì)量也要有保證
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