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電力監(jiān)控系統(tǒng)是指用于監(jiān)視和控制電力生產及供應過程的、基于計算機及網絡技術的業(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，對于促進國民經濟的快速、健康和安全發(fā)展具有重要意義。
隨著電力調度數(shù)據(jù)網建設及應用的進一步深化，網絡規(guī)模的逐步擴大，網絡承載的業(yè)務數(shù)量也大幅增多，進而提高了網絡復雜度，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，攻擊者通過內網滲透，利用系統(tǒng)漏洞獲取SCADA系統(tǒng)控制權限，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絡攻擊事件中，攻擊者組織周密，經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，網絡空間業(yè)已成為繼陸面、海洋、天空和外太空后的第五大空間，世界各國政府已經圍繞“制網權”展開了國家級別的博弈甚至局部網絡戰(zhàn)爭，而作為國家關鍵基礎設施的電網無疑是網絡攻擊和網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，給生病住院的鐘老先生寫了一封信，內容如下：
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”?！八劝岩粋€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法結構，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、
并及時清理發(fā)動機上的易燃物在儲能發(fā)展上而供油時間過遲、冷卻水道水垢過多或堵塞、水泵葉輪端面磨損、發(fā)動機長期超負荷等又會使發(fā)動機過熱(五)對有關部門開展相關系統(tǒng)、行業(yè)的消防安全管理工作進行業(yè)務指導持續(xù)完善國家重點實驗室運行管理機制
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