工业控制管理系统信息安全在电力行业的应用

  电网是国家稳定运行的重要物质基础，保障电力网络安全一直是维护电网稳定、保持电网健康发展、推进电网信息化建设的重中之重，电力行业是最早应用工业控制管理系统信息安全产品和设施的行业之一。

  由于电力行业对经济生活影响深远，国家政策对电力行业的安全防护持续出台。2018年 9 月，国家能源局发布《关于加强电力行业网络安全工作的指导意见》，明确加强全方位网络安全管理、强化关键信息基础设施安全保护、提高网络安全态势感知、预警及应急处置能力等 16 条意见，明确了电力行业今后一段时间内网络安全工作重点。

  2020 年 6月，发改委、国家能源局发布《关于做好 2020 年能源安全保障工作的指导意见》，明确加快电力关键设备、技术和网络的国产化替代，发展新型能源互联网基础设施，加强网络安全防护技术探讨研究和应用，开发和管理电力行业海量数据，夯实电力系统和电力网络安全的基础。

  2022 年 11 月 16 日，国家能源局关于印发《电力行业网络安全管理办法》和《电力行业网络安全等级保护管理办法》的通知，明确加强全方位网络安全管理、强化关键信息基础设施安全保护、提高网络安全态势感知、预警及应急处置能力等意见，明确了电力行业今后一段时间内网络安全工作重点。国家政策的陆续出台，持续支持电力行业工业控制管理系统信息安全建设。

  电力领域的应用场景主要覆盖电力生产“发、输、变、配、用、调”各环节，重点应用于省级以上调度中心、地县级调度中心、发电厂、变电站、配电等，对应的产品有电力专用隔离装置、远动通信安全网关、拨号安全服务器、网络安全审计等。

  市场信息数据显示，2021 年电力行业工业信息安全投入市场规模达 29.52 亿元，位居行业首位，初步测算，2022 年，我国电力领域工业信息安全市场规模超过 40 亿元。电力行业是用户重视程度最高、工业信息安全产品应用最广泛的子行业。市场信息数据显示，到 2028年，我国电力行业工业信息安全市场规模接近 140 亿元

  （3）电力信息系统正从分散的局部应用，逐步向跨部门、跨企业的全局性的集成应用发展，对电力网络安全技术提出更高要求

  新能源技术与网络技术的深入融合，将大量分布式能量采集装置和分布式能量储存装置互联，形成“能源互联”，并通过智能化管理，实现能量和信息的双向流动。能源互联强调的就是智能化和网络化，即通过智能控制，对海量的操控数据自动分析，与此同时还需要网络互联，利用互联网将各种各样的设备连接起来，统一通过远程方式操控。因此，保证能源生产、传输、应用中的各种数据安全成为重中之重，是“能源互联网”平稳发展的保障。

  随着智能电网建设和物联网的应用，电力非结构化数据呈现出迅速增加的势头，其数量大大超过结构化数据。电力行业和大数据技术的结合，催生了电力大数据这一概念，电力大数据涉及发电、输电、变电、配电、用电、调度各环节，是跨单位、跨专业、跨业务数据分析与挖掘以及数据可视化。

  电力大数据的应用一方面与宏观经济、人民生活、社会保障、道路交互与通行等信息融合，促进经济社会持续健康发展；另一方面，电力行业通过整合运行数据、电网数据、电力市场数据等，进行大数据分析、负荷预测、发电预测，打通并优化电力生产和电力消费端的运作效率，需求和供应将可以每时每刻进行动态调整，提升行业、企业管理上的水准和经济的效果与利益。在此基础上，网络和信息安全是确保电力数据的安全传输、存储的必要保证。

  当前，电力体制改革的核心是售电领域的开放与市场化发展。对新组建的售电公司而言，在“互联网+”的背景下，类似电信领域的虚拟运营商，有别于传统电网企业依托大量电网资产的盈利模式，更多采用新型信息通信技术，依托互联网数据分析赚取供需变动差价收益。因此，不管是卖电源端的服务，卖电网负荷侧的储能，还是卖新能源，都将产生大量的交易数据，网络信息安全将为电力交易数据的安全提供基础保障，为电力体制改革创造良好的技术基础。

  （4）网络安全等级保护 2.0 时代，电力为首的能源工业网络安全将得到长足发展

  ①《等保 2.0》标准下，能源互联网“源-网-荷”安全要求高，将推动相应的网络信息安全市场发展

  能源工业分为电力、石油、天然气和煤炭等类别。面对世界能源紧缺的现状，我国积极构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系，率先提出了全力发展能源互联网的重要战略构想。能源互联网是以电力系统为核心和纽带，其本质是以开放为基础的对等互联式的能量交换与分享，在能源互联网中，传统能源体系将被重构为扁平化的能源体系结构，即“横向多源互补，纵向源-网-荷协同调度”的物理架构。

  从电力传输的能量流角度分析，能源互联网通过“横向多源互补”机制，实现了不一样化石能源和可再次生产的能源向电能的转换，同时在以电力系统为核心和纽带实现能量流远距离传输与分配的过程中，基于“纵向源-网-荷协同调度”机制确保能源互联网中电力传输实时功率平衡和系统稳定，并在用户端通过“煤改电”、“气改电”等方式实现负荷侧的相互连通。但从实现电力控制的信息流角度分析，能源互联网在“源-网-荷”三层的互联互通性和网络安全保护要求不同：

  1）由于国内能源电力体制的制约，隶属于不同发电集团的源端发电厂之间不能直接互联互通，只可以通过电网公司的调度系统协同运行；

  2）而作为独立运营的电网公司，更是严格执行专网专用的物理隔离策略，不允许外部网络随意接入到电力调度通信网和电力综合数据网；

  3）用户负荷侧，则在国家新一轮电力体制改革，大力推进配售侧放开，在一定条件下允许用户负荷端设备之间的互联互通。因此，针对能源互联网基于“能源互联、信息共享、业务互动”的特征实现“源-网荷”能量流和信息流的融合控制之际，其互联网空间信息安全风险明显地增加，能源行业部门应该严格遵守《等保 2.0》标准的“一个中心、三重防御”的指导思想，确保实现《等保2.0》标准对能源互联网的两个全覆盖：

  1）覆盖能源互联网“源-网-荷”不同环节的各单位、各部门、各企业、各机构；

  2）覆盖能源互联的网络、信息系统、云平台、物联网、工控系统、大数据、移动互联所等所有保护对象，从而严格遵照《等保 2.0》标准的要求开展安全保护工作。我国构建的以电力系统为核心的能源互联网，代表着未来国家能源战略的方向，相应的网络信息安全需求潜力巨大，将推动相应的网络信息安全市场发展。

  ②电力系统网络是能源互联网的核心网络，正处于从 1.0 时代向成熟 2.0 时代发展，蕴藏巨大的市场机遇

  在等保 1.0 的时代，电力等能源行业主管部门积极落实与推进网络安全等级保护制度，建立了相对完善的信息安全法规、标准、监督管理要求和操作规则，如《信息安全等级保护管理办法》《电力监控系统安全防护规定》《电力监控系统安全防护总体方案》《工业控制管理系统信息安全防护指南》《工业控制管理系统信息安全事件应急管理工作指南》等，有力地保障了能源工业的安全、稳定和可靠运行。

  在等保 1.0 时代，工业控制管理系统安全隶属于信息安全的范畴，遵循着 IT 系统信息安全的管理模式，没有特别突出工业控制管理系统的特殊性和差异性，在实际在做的工作中往往难以完全做到有据可依。但在《等保 2.0》标准时代，国家标准和监督管理要求直接明确了工业控制管理系统安全与网络信息安全的并列地位，有利于进一步建立完整工业控制管理系统安全防护体系，保障工业控制管理系统的安全运行。特别是随着智慧能源等能源新形态法的加快速度进行发展，必须紧密结合《等保 2.0》标准新要求，清晰的认识到由于工业控制管理系统的特殊性、复杂性和专用性，使其与常规信息系统对网络安全保护的要求多有不同。

  《等保 2.0》标准下，电力工控网络及相应的网络信息安全的典型架构如下图：2015 年的《国家安全法》明确要求国家建设网络与信息安全保障体系，提升网络与信息安全保护能力，加强网络和信息技术的创新研究和开发应用，实现网络和信息核心技术、关键基础设施和重要领域信息系统及数据的安全可控。2017 年的《网络安全法》也明确要求国家对一旦遭到破坏、丧失功能或者数据泄露，可能严重危害国家安全、国计民生、公共利益的关键信息基础设施，在网络安全等级保护制度的基础上，实行重点保护。

  因此，面对智慧能源等能源发展新形态，以及工业互联网、云计算、大数据、物联网、区块链、人工智能等新技术在能源电力的广泛应用，能源工业一定要遵循《等保 2.0》标准下“明确等级、增强保护、常态监督”的网络安全新要求，既严格遵循“网络专用、安全分区、横向隔离、纵向认证”的 16 字基本安全方针，又与时俱进，强化要求，积极发展，顺应“可管可控、精准防护、可视可信、智能防御”的 16 字增强安全方针。目前，电力工控的网络信息安全建设，正处于从 1.0 时代向成熟 2.0 时代发展，其中的技术创新活跃，蕴藏巨大的市场机遇。

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