电厂网络安全实施方案精选(九篇)

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第1篇：电厂网络安全实施方案范文

【关键词】数字化；风电；IEC61850

0.引言

近年来随着国内风力发电机组的加快建设，风电场电气自动化领域的各项新技术、新产品也得到了广泛的推广和应用。本文接下来要阐述的是现阶段正在实施的数字化变电站。

随着数字化变电站技术的发展和 IEC61850 标准向电力系统的电厂领域的不断推广，数字化电厂的建设已由理论研究阶段走向工程实践阶段。目前，IEC 61850 标准已经正式由原名“变电站通信网络和系统”变更为“电力公用事业自动化的通信网络和系统”，并随之推出了众多面向发电厂的 IEC61850 模型及应用标准： IEC 61400-25 风电场标准、IEC 61850-7-410 水电站标准和 IEC61850-7-420 分布式能源风电场标准。

在数字化风电场工程中，运用的技术涉及到数字化变电站中的各种技术，包括 MMS 通讯，电子式光电互感器，GOOSE 过程层信号传输等。在国内，电力企业和相关厂家基于众多数字化变电站工程实践和数字化火电厂升压站监控工程实践，积累了大量的 IEC61850 数字化厂站经验，完全具备 IEC61850 数字化风电场升压站的技术条件。由于风电场升压站系统与变电站系统情况众多相似性，因此方案设计充分借鉴当前 IEC 61850 在数字化厂站中的典型应用模式，并考虑到卓资风电场自身特点，推出卓资风电场升压站 IEC61850 数字化实现方案及相应系统配置。

1.数字化风电场建设的意义

根据 IEC61850 标准思想并借鉴我国现有 IEC61850 化变电站经验，依照：IEC61850 数字化升压站采用过程层 GOOSE 应用。主变高压侧电流电压应用电子式互感器，中心点采用当前先进的全光纤电子式互感器。系统改造范围包括2 套示范风电场箱式变压器保护测控装置。主变和线路保护应用智能终端（智能操作箱）。风电场网络监控系统的设计均遵循IEC61850 国际标准，统一支持集控站/厂站监控系统的各种应用，集 SCADA、图模库一体化、拓扑分析、保护信息管理、实现风机监控升压站电气监控相融合、AGC和 AVC 的功能等高级应用于一体，从而能使全风场的自动化水平上升到一个新的台阶。

2.数字化风电场的系统结构

如图1所示，基于站控层 MMS+数字化过程层+智能终端+箱变保护的全风电场系统结构图该方案为风电场全场数字化方案，方案不仅在升压站内部实现 IEC61850 数字化，还包括风场风机和箱变监控，能形成完整、统一的风电场监控自动化布局，符合风电场发展趋势。另外，随着智能终端成为数字化厂站项目的重要特性，智能操作箱在升压站中高压侧的应用，大大提升了本风场工程的数字化特性。电子式互感器、智能操作箱在升压站中的完美结合，最大限度发挥过程层数字化总线的优势，使得该项目具备了当前数字化工程所有闪亮优点。如果项目成功实施，可使得该项目不仅在国内风电场工程中具有示范效果，即使在全球风电场工程，也同样具有先进示范意义。

该方案下 IEC61850 标准覆盖升压站内的站控层、网络层、间隔层以及过程层。在类似数字化变电站方案中，变电站系统增加了数字化过程层，我国已经开始了一些示范性工程，如浙江宣家变、南昌董家窑变、青岛午山变、浙江大吕变等等。与当前普通IEC61850 变电站的差异是：该方案更进一步的体现了升压站数字化特性。IEC61850 标准覆盖延伸到了过程层，过程层采用数字化网络通讯方式建立间隔层装置与一次设备之间的连接。该方案与上一个方案的差异体现在： 1）装置间大部分硬接点交互接线取消，用过程层 GOOSE 通讯代替； 2）主变高压侧电子式互感器应用考虑到本站为老站改造，各间隔已有大量传统 PT/CT，考虑到成本等原因，站内大部分传统 PT/CT 尽量保留（如果采用合并单元转接传统 PT/CT ，再通过数字化的方式将数字化信号光纤传至保护装置，这种数字化模拟采样方案增加了中间装置，系统可靠性降低，且没有用到电子式互感器的优势，不推荐采用）。由于电子式互感器在高电压等级具有众多的优势，在主变高压侧进行电子式互感器数字化改造，主变高压侧保护测控装置取消传统的模拟采样模块，用数字式电子采样模块代替，通过光纤网络与合并单元，电子式互感器通讯。其中 1#，2#变压器原传统 PT/CT 保留，增加电子式互感器，经过多年的发展，常规有源式电子式互感器已经成熟，主变高压侧电子式互感器可采用有源式电子互感器；在变压器中性点配置纯光学电子式互感器。本方案采用智能终端（智能操作箱）来操作断路器，最大限度的利用 GOOSE 过程总线网的优势，节省二次电缆投资。并且其也将系统监控范围扩大到了全风电场，将风电场箱式变压器旁增设保护测控装置，同时将这些装置通过光纤环网以 IEC61850 规约接入到升压站监控系统中。在该方案下，升压站内配置两种对时方式 IRGB 和SNTP，其中 SNTP 为 IEC61850 标准系统下的网络对时方式；而在传统方案下的风电场中，风机附近的箱式变压器相应的测控装置一般无法与系统对时，而在该方案下也可以通过环网进行网络 SNTP 方式对时，这有大大提高了风电场全场的对时效果，为系统功能的进一步完善奠定了基础。

3.系统总体配置

3.1 硬件配置

站控层设备（主机、操作员站、远动工作站、OPC-IEC61850 转换 PC 机，五防系统、打印机、规约转换器、音响报警装置站控层网络设备等），间隔层设备（测控装置、继保装置、间隔层网络设备以及与站控层网络的接口设备等）。其他设备还有智能终端，合并单元、电子式互感器，就地柜等。

3.2 软件配置

包括系统软件（操作系统、诊断程序、OPC 规约转 IEC61850 软件，调试软件和实时数据库等），支持软件（编译软件、管理软件、人机接口软件、通信软件等），应用软件（满足该系统功能和扩展功能的所有应用软件）。

3.3 站控层设备

站控层主要设备包括主机/操作员工作站（包含音响报警装置）2 套、远动工作站双机 1 套、五防系统 1 套、打印机 1 台、OPC-IEC61850 规约转换装置 1 台、网络设备等。

3.4网络设备

全站网络应采用的自适应 10/100M 双冗余以太网结构（A、B 网）。还将增加过程层GOOSE 专网，需增加相应网络设备；还将增加风电场环网，将 8 台示范箱变保护装置接入到监控系统中。

4.风机控制系统的接入

监控系统风机控制系统通过其系统服务器提供的OPC接口，并通过OPC网关的数据转换接入监控系统。 如图2所示，OPC网关软件运行于一立的工业控制计算机上。对下，通过风机控制系统服务器提供的OPC数据自动访问接口获取其下接风机的信息数据；对上，将获取到的信息数据按照IEC 60870-5-103格式，转发给监控系统中的后台监控机，也可转发给监控系统中的远动通讯装置，并最终上送至电力调度中心。

5.数字化风电场需要注意和解决的问题

5.1 目前后台控制系统与风机控制系统的通信接口还没有统一的规范，需要根据具体工程决定实施方案。国外进口的风机控制系统仍占据很大的份额，进口风机控制系统的通信开放性受到很大限制，风机控制系统的通信周期、数据包长度都对通信的实时性有很大影响。这就存在后台控制系统厂家与风机控制系统厂家的配合问题，系统连接困难。后台控制系统厂家需要加大对通信接口、通信规约的开发力度，提高与风机控制系统的通信质量。

5.2 目前光电/电子式互感器的生产厂家数量有限，产品可选型号相对较少，部分高电压等级的电流互感器变比较大，不能满足现场运行需要。如内蒙古220kV杜尔伯特数字化变电站，线路电流互感器变比为1000/5，为满足现场实际需要，只能在合并器（作用是将各电流互感器传回的电流数据和由电压互感器传来的电压数据处理后打包输出，供各保护和测控装置使用）上采用软件的方法修改变比，使得TA的输出精度可能无法满足要求，给变电站的计量、保护都带来一定的负面影响。

5.3 由于光电/电子式互感器本身的结构特点和工作方式，导致互感器的角差、比差现场试验难以进行，甚至极性试验也无法开展，只能等到设备投运带电后，才能检验接线的准确性。另外，光电/电子式互感器的局放试验、伏安特性试验的试验方法和标准也与常规设备有很大的区别，这都需要设备厂家和运行主管单位专门制定。

5.4 数字化变电站保护校验相对复杂，在变电站运行的条件下对部分间隔保护校验的难度很大，目前的常规继电保护校验装置无法提供数字化保护所需的电流量和电压量，因为电流量和电压量必须经过合并器才能进入保护装置，而要完成试验必须自带合并器提供模拟试验中的电流量和电压量，要完成母差保护这类需要大量电流电压量的保护校验便显得尤为困难。

5.5 IEC61850通信协议本身并未对变电站网络系统的安全性做任何规定，同时协议本身的开放性和标准性给变电站的网络安全带来重大隐患。要做到二次系统信息的保密性、完整性、可用性和确定性，符合二次系统安全防护的要求，是自动化厂家仍需考虑和完善的技术环节。虽然目前已投运的变电站采取了防火墙、分层分区隔离等手段进行防护，但防护的效果仍有待时间的考验。

6.数字化风电场的发展方向和展望

数字化风电场顺应技术发展大潮，充分利用现场总线和网络通信技术，对风电场控制系统实现了全面的技术提升，甚至对 风机控制系统系统本身的发展也有重要的参考价值。针对在实际应用中出现的问题，相信通过保护厂家、风机厂家、风电场与设计部门的密切配合，合理规划，正确实施，一定会得到很好的解决。随着数字化技术的日趋成熟稳定和通信技术的不断发展，相信在不久的将来，将真正得到用户的广泛接受和应用。

7.结束语

国内已有数个数字化变电站顺利投运，运行时间最长的已近两年，总的来看设备运行平稳，各类数据采集、传输无误，保护和自动装置动作正常，至少可以说明数字化变电站的技术运用到实际中已初步通过实践的检验，满足了安全、稳定的系统运行要求。但同时风电场的数字化变电站经过更长时间的运行，肯定会出现除本文提到的其他的更多的各种各样的问题，还有待各专业研究机构和有能力的厂家进一步深入研究和解决。

参考文献：

[1]陈倩茵；厂用电监控系统在火电厂的应用；电力自动化设备；2005 年 03 期.

[2]李华东；刘长明；发电厂厂用电电气综合自动化技术发展综述；电气应用；2008 年 01 期.

第2篇：电厂网络安全实施方案范文

会上,来自政府主管部门、存储企业、高校及研究机构、行业用户的代表500多人,就存储技术的创新以及如何推动中国存储产业又快又好地向前发展进行了深入探讨与交流。当前,信息存储已经成为关乎国家信息安全的战略性产业。在信息存储技术的开发中必须强化自主创新能力,已成为多方共识。云存储是本次大会上最热门的话题之一。

保持快速增长

当前,世界经济正在走出国际金融危机的阴影,各行业都得到了飞速发展,发展新能源、新材料、物联网等成为新一轮产业发展的重点,培育新的增长点,抢占科技制高点是大势所趋。我国的电子信息产业在新的发展阶段也面临着调整产业结构、转变增长方式的问题,原来主要依赖国际市场的发展模式将受到严峻的挑战。我们迫切需要推进工业化和信息化的融合,大力发展战略新兴产业。信息存储在信息产业发展的过程中占有十分重要的地位。信息存储技术已经成为应用面广、渗透性强的战略性技术。信息技术产品因其固有的敏感性和特殊性,直接关系到国家的信息安全和经济利益。信息存储是当代科学技术进步的重要基础。

从上个世纪90年代开始,我国存储产业从初创到蓬勃发展,目前国内存储市场规模近百亿元。中国经济的快速发展,政府对信息化建设的重视程度和推广力度不断加大,以及中国与国际交流的日益加深,使得中国存储市场的发展能够跟上世界的脚步,甚至以更高的速度不断成长。尤其是新世纪的头十年,中国存储市场的快速增长受到了世界的瞩目,即使在国际金融危机的冲击下,中国存储市场仍旧保持了较快的增长势头。据赛迪顾问的统计,2009年中国外部磁盘存储的销量比2008年增长超过30%,销售收入增长超过10%。从2004年到2009年,销售额复合平均增长率达到16.3%。

促进产业创新

缺乏核心技术一直是制约我国信息存储基础产业发展的瓶颈。目前,新一代信息网络技术与云计算、物联网等新兴战略产业的发展为我国信息存储产业提供了新的发展机遇。我们要抓住新一代信息网络技术发展的机遇,创新信息产业技术,重视网络计算和信息存储技术的开发,加快相关基础设施建设,积极研发和建设新一代互联网,改变我国核心技术受制于人的局面,促进信息共享,保障信息安全。

本次大会以创新为主题,这非常切合当前信息存储产业发展的实际。为推动我国信息存储产业的创新和发展,整个业界应该着力在以下几个方面开展工作:第一,加强我国存储产业链上下游企业、科研院所之间的协作,充分发挥现有技术和产业联盟的协调作用,搭建产业沟通的桥梁,发挥整体的力量,取得实质性的进步和突破;第二,大力推动存储产业创新,特别是应用创新,掌握核心技术,加大产品研发力度,在网络存储、云存储、固态存储等领域实现突破,努力推出一批自主、可控、实用的技术产品;第三,加快自主存储技术标准的研究和制定,引导和规范存储产业的发展。

工业和信息化部电子信息司作为信息产业的主管部门,一直高度重视并积极推动我国信息存储产业的发展,并连续多年在电子信息产业发展基金中设立了专项,支持信息存储设备的研发和产业化。工业和信息化部电子信息司刁石京副司长表示:“我部将继续在标准制定、技术研发和产业化等方面积极促进和大力支持我国存储产业的发展。”

科技部政策法规司李新南巡视员表示:“产业技术的创新不同于一家企业或一项技术的创新,它需要一系列技术的配套和集成,需要企业之间的合作,需要企业与高校、科研机构的合作,需要形成产业技术创新链。”2009年6月,根据国务院关于发挥科技支撑作用,促进经济平稳较快发展的意见,科技部会同财政部、教育部、国资委等8个部门共同组织实施了国家技术创新工程,并出台了实施方案,在原有工作的基础上,围绕产业链的构建和产业技术的创新做了详细部署。目前,一批创新企业正在发展,一批以法律约束形成契约关系的产业技术创新战略联盟也在积极探索和发展之中,存储产业技术创新战略联盟就是其中之一。

实现整体突破

当前,存储市场的重心正在从结构化数据存储向非结构化数据存储转变,视频和音频存储的需求与日俱增,再加上云计算技术的兴起,新的存储介质(如固态硬盘)的出现,未来存储市场的发展充满着变数,而左右这一变化的关键因素是技术创新。存储技术创新是推动存储市场和产业发展的原动力。技术创新既包括技术标准的创新,也包括一些具体技术的创新,比如数据管理、数据安全、数据协同等。存储技术本身在创新的同时,还要与通信等其他技术实现协同。在产品创新方面,一个重点是如何让用户接受一个新的产品。在这方面,国内企业与国外企业相比,差距还比较明显。在云计算时代,服务的形式,特别是服务的交付形式,包括服务的形态、服务的体验、服务的可维护性、服务水平的界定、服务收费的商业模式等成了人们关注的热点。目前在国际上,存储服务还没有通用的标准,也没有特别成功的案例。在国内,存储服务还处在尝试和探索的阶段。标准和服务是中国存储产业发展的突破口,也是能够体现中国特色的地方。

虽然业界对于物联网和云计算这两个概念及其发展前景还存在很多争论,但是不可否认的是,我们已经在朝着这两个方向前进。物联网数据的产生方式已由互联网时代人机交互这样一种比较单一的模式转化为人、机、物交互的模式,数据采集的节点由单一的PC机变成了各种终端设备,包括手机、传感器、视频监控设备、医疗设备。数据正在呈几何级数增长,而高效处理数据并把这些数据变成有用的信息,就需要大规模的计算和存储。

存储产业技术创新战略联盟理事长王恩认为,云计算和物联网为信息产业的发展带来了前所未有的机遇,不仅催生了一些新兴的信息服务业,而且给原有的软硬件产业发展带来了很大的机会,包括计算系统、存储系统和网络系统,其中存储的改变最为明显。

在机会面前,中国的存储产业也面临着前所未有的挑战。在这种背景下,存储产业技术创新战略联盟应运而生。联盟的核心任务包括以下方面:一是组织企业、大学和科研机构围绕着存储产业技术创新的关键问题开展技术合作,突破存储产业发展的核心技术,形成存储产业技术标准;二是建立公共存储技术平台,实现存储创新资源有效分工与合理衔接,实现知识产权共享;三是在联盟单位之间实施存储技术转移,加快科技成果商业化运作,提升产业整体竞争力;四是联合培养人才,加强人员交流互动,有效支撑国家在存储产业方面核心竞争力的有效提升。归纳起来,联盟的目标是将国内的相关组织和单位联合起来,形成横向资源共享和纵向链条互动,实现集体的创新和团队的突围。

化云为雨

在业界,云存储的概念已经谈论得很多,现在的关键问题是如何让云存储落地,真正为用户所用。

中国惠普有限公司企业业务集团存储产品部总监范圣俭认为,无论是构建私有云还是公有云,首先必须实现资源的虚拟化,其次是让现有的基础架构具有横向拓展的能力,最后是实现所有组件的标准化。针对用户的实际需求以及云存储带来的挑战,惠普提出了融合存储之道:未来的存储必须具有按需向上、向下和横向扩展的能力,每台存储设备只是存储池的一个单元;存储架构必须具有智能,能够实现自我优化和智能调控,自动精简技术、自动分层技术、自动迁移等功能不可或缺,而用户不必关心具体使用了什么样的服务器或存储设备。实现上述目标的一个基石是,所有存储设备采用模块化设计,并且遵从行业标准。

UIT(深圳市创新科存储技术有限公司)很早就开始关注云存储,并且从技术创新、产品创新和方案创新三个维度进行全面的云存储研发。今年底,UIT将推出完整的云存储产品线。UIT公司云存储产品线总监闫庞勇表示,基于云存储架构,UIT可以提供以下四种解决方案:第一个是企业用户数据备份容灾方案,用户不必改变原有的备份习惯,也不必调换设备,就可以实现从磁盘到磁盘再到云的备份方式;第二个是针对个人和中小企业用户的在线存储、备份和数据共享服务方案,用户可以使用各种终端设备,通过开放的API接入到云存储服务系统中;第三个是针对多媒体Web 2.0行业用户的云存储解决方案,用户可以自由选择通过标准方式或专用API的方式接入云系统,实现内容的存储、复制和分发;第四个是针对视频监控的解决方案,云存储可以提供统一的管理平台、统一的存储平台、统一的访问接口、统一的编目及检索策略和完善的数据保护及安全策略,从而有效降低客户的管理和运营成本。

“云计算、云存储的核心是根据用户的需求动态、智能地提供服务。在云计算时代,人们使用计算资源、存储资源就像使用水和电一样简单。但是对于厂商来说,如何自建‘电厂、水厂’,或帮助其他人建‘电厂、水厂’是一项非常艰巨的任务,要承担更多的责任。”浪潮海量存储研发部副总经理李瑞东表示,“为应对这一挑战,新一代数据中心的存储系统应该做到安全可靠,存储资源能够实现高度整合,并且符合绿色环保的要求。海量存储是存储系统的一个发展方向。”浪潮海量存储系统采用融合的架构设计和多控制器的体系结构,系统能够实现自动负载均衡,并且支持IP等常用的网络,其全模块化的设计可以实现控制器、容量、性能等的在线扩展。

“无论是主机云、网络云还是存储云,都离不开虚拟化和服务这两个重要因素。今天,真正能落地的是私有云。私有云实际上包括自动化、虚拟化、分级存储等理念。HDS做的是存储层面的虚拟化。第三方的存储阵列可以挂接在HDS高端的USP V或者USP VM后面,形成一个统一的存储池,磁盘阵列原来的所有功能都被保留下来,比如容灾等。HDS的虚拟化解决方案部署起来非常容易。”HDS中国区技术总监于希国表示,“当别人还在谈论云计算的概念时,HDS已经将‘云’变成了‘雨’,落到了地面。HDS之所以能做到这一点,是因为HDS的存储虚拟化技术已经十分成熟,并且得到了广大用户的肯定。”2011年,HDS将针对云计算推出统一计算平台解决方案,把服务器、网络、存储和相关软件整合在一起。

PROMISE亚太区技术行销协理王岳忠表示,PROMISE在存储方面的研发重点有两个,即云存储和绿色存储。PROMISE在产品设计上十分重视绿色环保,其磁盘阵列产品采用了多项绿色技术,比如采用80 PLUS认证的电源电源配适器,可以节省约21%的电力损耗;采用MAID 2.0技术,可以根据用户不同的应用需求,让硬盘进入不同的省电模式,这样一来,可以节省60%-70%的电力损耗。在云存储方面,PROMISE早就开始了实践,并受到了用户的好评。PROMISE从2007年开始为用户建设云存储服务中心,目前提供的存储系统超过6000套,硬盘总量超过10万块。试想,如此多的硬盘,如果没有健全的管理机制和过硬的技术保障,用户的业务肯定无法正常运行。事实证明,PROMISE的存储子系统是可靠、安全的。

在夯实传统系统集成业务的基础上,四川格瑞特科技有限公司正在自有产品品牌建设和自主产品创新方面进行新的探索,东方舟灾难备份与恢复系统的推出就是一个例证。四川格瑞特科技营销总监杨频表示:“我们没有‘云’,也没有‘雨’,更不敢翻云覆雨。但是我们有云、雨之后的‘诺亚方舟’―― 东方舟灾难备份与恢复系统,当灾难来临的时候,它可以保护用户系统和和数据的安全。”