1 火電廠監(jiān)控系統概述
火電廠的工藝過程復雜、特殊,涵蓋電力系統、電氣系統、熱工系統、信息系統等各種監(jiān)控系統。其中電力系統由系統繼電保護、安全自動裝置、系統故障濾波裝置、故障測距裝置、保護及故障信息管理系統、同步相量測量系統PMU、遠動裝置RTU(RTU具備自動發(fā)電控制AGC、自動電壓控制AVC功能)、電能量計費系統、電廠競價輔助決策系統、電力調度專用數據網等監(jiān)控系統組成;電氣系統由自動控制同期裝置ASS、發(fā)電機勵磁調節(jié)器AVR、電氣設備故障濾波器、機組分散控制系統DCS(廠用電、廠用電動機等部分)、廠用電監(jiān)控系統ECMS、發(fā)變組/啟備變等保護、升壓站網絡控制系統NCS等監(jiān)控系統組成;熱工監(jiān)控系統由機組分散控制系統DCS、汽機數字電液調速系統DEH、汽機緊急跳閘系統ETS、汽機本體監(jiān)測系統TSI、汽機振動監(jiān)測和故障診斷系統TDM、鍋爐爐管泄漏監(jiān)測系統、飛灰含碳量在線監(jiān)測裝置、輔助車間控制系統DCS/PLC等監(jiān)控系統組成;信息系統由廠級監(jiān)控信息系統SIS、管理信息系統MIS、視頻監(jiān)視系統、視頻會議系統、門禁管理系統等監(jiān)控系統組成。
面向火電廠生產過程控制的主要是分散控制系統DCS,本文簡單介紹火電廠分散控制系統信息安全。
2 電力行業(yè)法規(guī)及標準、規(guī)范
目前工業(yè)控制系統信息安全可參照的標準及規(guī)范主要有《工業(yè)過程測量、控制和自動化網絡與系統信息安全》IEC62443系列標準、《工業(yè)自動化和控制系統的安全》ANSI/ISA-99.02.01-2009、《工業(yè)控制網絡安全風險評估規(guī)范》GB/T26333-2010和《工業(yè)控制系統信息安全》GB/T30976-2014。
電力行業(yè)中涉及火電廠分散控制系統信息安全相關的電力行業(yè)法規(guī)及標準、規(guī)范如下:
電力監(jiān)控系統安全防護規(guī)定,國家發(fā)改委2014年14號令;
電力二次系統安全防護總體方案,國家電監(jiān)會2006年34號令;
關于印發(fā)《電力行業(yè)信息系統等級保護定級工作指導意見》的通知,國家電監(jiān)會2007年44號令;
《大中型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》GB50660-2011。
3 分散控制系統結構及信息安全保護等級
火電廠分散控制系統DCS可以分為現場I/O層、直接控制層、監(jiān)督控制層三個層次。與各個功能層次相對應,DCS分別用I/O模塊、現場控制站、系統服務器和人機接口工作站等來實現不同層次的功能。
按照關于印發(fā)《電力行業(yè)信息系統等級保護定級工作指導意見》的通知(國家電監(jiān)會2007年44號令),單機容量300MW及以上火電廠分散控制系統信息安全保護建議等級定為第三級,單機容量300MW以下火電廠分散控制系統信息安全保護建議等級定為第二級。
4 安全防護原則及信息安全現狀
GB50660明確基于計算機的控制系統應采取抵御黑客、病毒、惡意代碼等對系統的破壞、攻擊,以及非法操作的安全防護措施。
《電力監(jiān)控系統安全防護規(guī)定》(國家發(fā)改委2014年14號令)的總體原則是“安全分區(qū)、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”。重點強化邊界防護,提高內部防護能力,保證生產控制系統及重要數據的安全。
分散控制系統劃分在安全區(qū)Ⅰ,信息安全首要考慮所有系統部件的可用性,完整性放在第二位,保密性通常都在最后考慮。
現場I/O層的過程測量與控制采用硬接線方式,一般不存在信息安全的問題。直接控制層控制網絡除了要完成現場控制站之間的信息傳遞,還要將現場控制站的現場信息送到監(jiān)督控制層的系統服務器和人機接口站,目前DCS廠家多采用以太網或令牌環(huán)網,通訊協議采用CSMA/CD、Profibus、Modbus、TCP/IP、OPC等,可能會存在網絡、通信協議安全漏洞,是信息安全的重點。信息安全的重點還有監(jiān)督控制層的系統服務器和人機接口站等,可能存在人機交互Windows操作系統漏洞、系統應用軟件漏洞、優(yōu)化軟件漏洞、殺毒軟件漏洞等。
5 外部系統接口及安全措施
DCS與外部系統SIS的通訊是單向的,即只向SIS發(fā)送數據,路由器設定為單向通訊,僅從DCS向外發(fā)送數據,拒絕接受外部進入數據。此種方法可有效地阻止外來數據對DCS的侵害。
6 結語
目前火電廠分散控制系統信息安全的專用標準還沒有頒布,在工程應用中根據參照的相關法規(guī)及標準、規(guī)范采取了一些安全防護措施,但是系統安全加固、系統安全監(jiān)控、系統安全運維等方面信息安全工作還未深入開展,期待與時俱進的推進火電廠分散控制系統乃至所有監(jiān)控系統信息安全工作。
作者簡介
侯新建(1978-),男,江蘇新沂人,碩士,高級工程師,現就職于華東電力設計院,從事電廠熱控設計工作。