电厂热控系统网络安全建设方法研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

陈如

国网能源哈密煤电有限公司 花园电厂 新疆 哈密 839000

摘要

在信息化时代背景下,各行各业都尤为重视自身的安全风险管理工作。同时,随着自动化技术在电厂中的广泛应用,网络安全管理就成为安全风险管理工作中的重点。热控系统作为关键的组成部分,其安全性和稳定性对发电机组至关重要。因此,电厂热控系统网络安全建设应运而生,以应对日益增长的网络安全威胁。基于此,本文就以电厂热控系统网络安全建设为主要探讨内容,重点阐述电厂热控系统网络安全建设的意义、所面对的网络安全威胁以及具体的建设方法。


关键词

电厂;热控系统;网络安全;建设方法

正文


目前,电厂热控系统网络安全建设已经取得了一定的进展。根据《电力行业网络安全管理办法》可以得知,电力行业网络安全工作的目标是建立健全网络安全保障体系和工作责任体系,提高网络安全防护能力,保障电力系统安全稳定运行和电力可靠供应。然而,受到多方面因素影响,各大电厂的实际建设效果各有不同,部分电厂工控系统内部网络的信息安全现状仍不容乐观,存在内部管理漏洞和外部恶意入侵的风险。为此,电厂负责人需要积极做出创新、变革,保护火电厂热控网络免受内外威胁,确保火电厂的生产过程得到实时监督、管理和控制。还需要采用先进的网络安全管理理念和技术,弥补传统电厂分散控制系统在网络安全管理方面的不足,避免信息孤岛的存在,提高网络管理水平。

一、电厂热控系统网络安全建设的意义

热控系统是火电厂中的重要组成部分,它负责监控和控制电厂的关键参数,确保电厂运行的安全性和稳定性1。网络安全建设能够保护热控系统免受外部攻击和内部误操作的影响,从而确保电力供应的连续性和可靠性。随着《电力行业网络安全管理办法》等相关法规的出台,电力企业需要遵守国家关于网络安全的法律法规,建立健全网络安全保障体系和工作责任体系。通过网络安全建设,电力企业能够满足这些合规性要求,避免因违反规定而受到处罚。同时,通过网络安全建设,电力企业可以采用先进的技术和管理措施,如工业防火墙、入侵监测系统、安全审计平台等,来提高热控系统的网络安全防护能力,防止恶意软件、病毒和其他网络威胁的侵入。

热控系统往往包含大量关键信息基础设施,如DCS(分布式控制系统)。网络安全建设有助于保护这些关键资产,防止因网络安全事件导致的生产中断或数据泄露。对电力企业的未来发展而言,网络安全建设不仅需要技术投入,还需要管理和操作流程的创新。这有助于推动电力企业在技术应用和管理实践方面的进步,提高整体运营效率。网络安全事件可能会对电力企业的声誉造成损害,影响客户的信任。通过网络安全建设,电力企业能够减少这类事件的发生,维护企业形象和客户关系。

二、电厂热控系统所面临的网络安全威胁

电厂热控系统在网络安全方面可能会面临多种威胁,这些威胁可以大致分为外部攻击和内部管理两大类。外部攻击大多属于恶意攻击,内部管理则是因为管理不当引起的安全问题,比如常见的外部攻击有恶意软件、病毒等。热控系统可能会受到恶意软件和病毒的攻击,这些病毒可能通过U盘等移动介质传播,或者利用系统的漏洞进行侵入2。例如,ARP病毒可以通过广播虚假MAC地址,使得网关中的本机MAC地址转变为虚假地址,导致网络中断现象。内部管理工作大多指的是员工未按照安全标准进行操作,比如热控系统的操作系统和应用程序没有定期更新,导致存在安全漏洞,增加了系统受到攻击的风险。除此之外,部分电厂的热控系统可能缺少对入侵行为的有效检测和防护手段,导致在出现故障时难以判断原因,难以及时阻止恶意侵入。也有一些电厂缺乏有效的恶意程序识别手段、对U盘等外部设备的使用缺乏管控、缺少对入侵行为的保护措施,以及缺少有效的内部安全管理制度等。外部危险的主要防控方法是加强系统建设,降低风险所带来的影响。内部防控方法则侧重于加强技术训练,提高操作人员的综合能力,但是部分电厂热控系统操作人员和技术人员缺乏必要的网络安全意识,导致内部攻击、泄密以及误用的情况时有发生。

三、电厂热控系统网络安全建设方法

(一)增强操控人员的网络安全意识

电厂热控系统网络安全建设工作本质上来讲需要人工参与,包括前期建设、中期使用以及后期运营维护,都离不开技术人员的操控。所以电厂要想从根本上保证网络安全建设效果,就必须保证操控人员具有良好的网络安全意识,然后利用自身的专业知识与能力保障网络安全建设的稳定性。所以,电厂需要定期对员工进行网络安全知识的培训,提高他们对网络威胁的认识和应对能力。还需要定期通过案例分析、模拟攻击演练等方式,让员工了解网络安全的重要性,并掌握基本的防护技能。电厂内部还可以树立“网络安全人人有责”的观念,鼓励员工在日常工作中主动关注网络安全问题,及时报告可疑行为,形成全员参与的网络安全防护氛围。电厂也需要带领操控人员积极参与国家网络安全宣传周等活动,利用各种渠道和形式,普及网络安全知识,增强公众的网络安全意识。只有这样,电厂才可以有效增强热控系统的网络安全意识,为电力系统的安全稳定运行提供有力保障3

(二)积极采用安全技术

电厂热控系统网络安全技术的使用及创新是确保电厂热控系统网络安全建设的重要方法,能够有效保证网络安全建设的效率和质量。电厂可以积极采用可信计算技术,建立调度控制系统主动免疫机制,提升对未知恶意代码攻击的免疫能力。通过可信报告将信任关系延伸到整个信息系统,实现全程可测可控和安全可信的环境。电厂也可以建立网络安全监测和态势感知系统,实现网络安全监管从调度中心向厂站端的延伸,增强电网对二次监控系统网络安全的监视和管控能力。现如今有很多高新技术被广泛应用在各行各业中,提升了各个行业的技术水平,为其发展带来了不小的帮助。以人工智能技术为例,电厂也可以利用人工智能技术进行安全风险分析,准确捕获异常事件,减少误报,并通过实现电网安全态势的预测功能来提高安全性。还可以通过电力网络安全靶场的建设,提供技术引擎,以常态化安全运营保障电力系统安全稳定运行,并建立针对电力行业的安全实训体系,培养人才。类似的技术还包括在关键区域部署工业防火墙和隔离网关,实现网络隔离和安全防护,防止恶意行为和病毒程序在热控系统中扩散;建立威胁检测平台,实时采集和分析系统内部流量,检测异常行为和恶意攻击,并及时通知管理人员;通过准入控制技术对内网进行管理,监控终端的安全状态,自动隔离存在安全风险的终端,提高热控系统的网络安全程度。值得关注的是,任何技术都有一定的风险,都可能会因为外部攻击以及内部管理不当而无法发挥其本来的作用,进而造成严重的网络安全事故,所以电厂还需要建立健全电厂网络安全事件应急工作机制,提高应对网络安全事件的处置能力,制定应急预案,定期组织应急演练。只有这样,电厂才可以有效地提高热控系统的网络安全技术水平,并在实际应用中不断创新和完善4

(三)做好热控系统网络设备硬件升级

电厂在进行热控系统网络设备硬件升级时,应采取一系列综合性措施以确保升级工作的顺利进行和系统升级后的安全稳定运行。升级热控系统网络设备的主要目的是确保热控系统网络安全建设的效率,避免因为设备落后而出现一些操作功能不全、工作效率低下等情况。在升级相关设备之前,为了避免不必要的经济浪费,电厂需要对自身需求进行评估与规划,也就是明确升级的目标以及自身的需求,做到有计划的采购建设。比如常见的对现有设备的工作状况进行评估,查看是否存在老化、损坏等情况,综合评判标准为是否能够满足当下工作需求以及未来运营需求。如果存在问题,则需要投入资金进行更换。在选择新的硬件时,电厂应考虑技术的先进性、兼容性、可靠性以及厂商的技术支持能力,选择符合电厂实际需求和未来发展的硬件设备。在升级过程中,电厂还要确保新设备的安全性和合规性,遵守《电力行业网络安全管理办法》等相关法规和标准,确保新系统的安全性和可靠性。对绝大多数电厂而言,硬件升级工作应该分段进行,而不是一次性全部升级,其主要目的是为了避免经济浪费,同时也是考虑到升级必要性的问题。正常情况下,电厂可以考虑优先升级关键和高风险的设备,确保升级过程中电厂的持续运行和系统的稳定性,然后再升级其他硬件5。在新设备安装后,电厂应进行全面的测试和验证,确保新设备与现有系统的兼容性,以及新系统的稳定性和性能满足预期。除此之外,电厂还需要提前做好相关数据备份、网络安全维护等工作,防止在升级过程中出现安全问题。所有升级步骤都需要记录在案,方便后续能高效查找相关漏洞,提高工作效率。

(四)做好设计网络拓扑

电厂在设计热控系统的网络拓扑时,一定要保证系统的稳定性、安全性和高效性。设计网络拓扑本质上是电厂需要根据电控系统网络建设的需求和条件来选择与之对应的网络拓扑结构,然后对结构内容进行规划和配置,根据特定的逻辑排列方式来决定网络设备如何连接、数据如何传输,从而确保网络建设的安全性。由此可以推断出,电厂在进行网络拓扑设计时一定要考虑到热控系统所需要的网络规模、传输速度等诸多因素。所以,电厂需要对自身的运营需求进行详细分析,包括电力生产流程、数据流量、控制需求等,以确定网络拓扑的设计基础。正常情况下,电厂都会采用模块化设计的方式,实现分段管理,也就是每个系统、功能都由单独模块控制,互相不影响,比如常见的分散控制系统、监控系统、辅助控制系统等,每个模块都有其特定的功能和责任。电厂还需要设计分层网络架构,所谓的分层网络架构指的是过程层、控制层以及管理层,与控制模块相同的是,这些分层结构同样负责各自的领域,有着不同的功能和特点。其中过程层负责与现场设备直接交互,控制层负责协调和管理过程层,管理层则负责整体监控和决策支持。电厂热控系统的建设规模会随着企业业务的拓展而持续增大,也就是说电厂对热控系统的需求会持续增多,所以从热控系统网络安全建设的长远角度分析来看,工作人员在设计网络拓扑时还需要做好未来扩展需求设计以及冗余设计,这一环节的主要功能是避免因为生产需求变更而影响拓扑网络的整体工作性能6,确保在网络拓扑的其中一个环节出现故障后,其他环节仍然可以正常工作。

(五)加强监控管理

加强监控管理的主要作用在于时刻确保电厂热控系统网络安全性,同时也为了在热控系统发生问题的第一时间对其进行处理,避免出现更大的安全问题。因此,电厂需要在生产控制大区与管理信息大区之间部署电力专用横向单向安全隔离装置,以及在控制区与非控制区之间采用具有访问控制功能的网络设备、安全可靠的硬件防火墙实现逻辑隔离。电厂还需要从多个方面进行监控管理,包括但不限于网络设备、恶意代码防范、应用安全控制、审计、备份及容灾等。还需要具备完善的入侵检测功能,主要用来防范外来网络攻击,从而提高热控系统的安全性。值得注意的是,电厂需要定期对关键业务的数据进行备份,并进行历史归档数据的异地保存,除了网络备份以外还需要适当进行物理备份,从而确保电力生产工作能够安全稳定的进行下去7

结束语:

综上所述,电厂热控系统网络安全建设是一个持续发展的过程,电厂需要不断地更新技术、完善法规、培养人才和加强应急响应能力,以应对日益复杂的网络安全挑战。在未来发展过程中,电厂需要侧重于技术升级、人才培养以及应急制度建立等几个方面,争取利用优秀人才使用更先进的技术,如人工智能、大数据分析等,以提高威胁检测和响应能力。在这一过程中,电厂一定要遵守国家法律法规,确保电厂能够实现可持续发展。

参考文献:

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