2024年6月13日发(作者：郦晓莉)
第３０卷增刊电两技术
Ｖ０１．３０
Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ
２００６年１０月
Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
０ｃｔ．２００６
文章编号：１０００，３６７３（２００６）ｓ２．０３４５－０４中囤分类号：ＴＭ７６文献标识码：Ａ学科代码：４７０－４０
基于ＩＥＣ
６２３５１安全体系的变电站自动化系统
丁杰，奚后玮，陈爱林，倪益民，窦仁晖，代攀
（国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市２１０００３）
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｎ
Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｂａｓｅｄ
０１１
ＩＥＣ６２３５１
Ｓｅｃｕｒｉｔｙ
Ｓｔａｎｄａｒｄｓ
ＤＩＮＧＪｉｅ，ＸＩＨｏｕ－ｗｅｉ，ＣＨＥＮＡｉ—ｌｉｎ，ＮＩＹｉ－ｍｉｎ，
ＤＯＵ
Ｒｅｎ－ｈｕｉ，ＤＡｌ
Ｐａｎ
（ＮＡＲＩ
Ｔ＆Ｄ
Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ
２１０００３，Ｊｉａｎｇｓｕ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉ加）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎ
ＳｕｂｓｔａｔｉｏｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ（ｓＡｓ），ｉｔ
ｉ￥
推广以ＩＥＣ６１８５０和电子式ＰＴ／ＣＴ为基础的数字化
ｏｎｅ
ｏｆｔｈｅ
ｋｅｙ
ｆｉｍｃｔｉｎｎｓ
ｔｏ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ
ｗｉｔｈ
ａ１１ｋｉｒｉｄｓｏｆＩＥＤｓ．
变电站。ＩＥＣ６１８５００１提出了变电站过程层、间隔层、
１１ｌｅ
ｔｅ幽ｌｏｌｏ盱ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｔｅｎｄｓ
ｔｏ
ｂｅｎｅｔｗｏｒｋ
站控层三层之间所有设备直接接入以太网。由此可
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ
ａｎｄ
ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ．
见网络在变电站中已成为最重要的通信方式。
Ｗｉ也ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
０ｐｃｎｎｅｓｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ
１ＥＣ６１８５０
ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ
ｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
基于以太网的综合解决方案，大大节省了建设
ｂｅｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓ，ｎｅｔｗｏｒｋ
ｓｅｃｔａ＊ｉｔｙ
ｗｉｌｌｂｅｍｏｒｅ
ａｎｄ
ｍｏｒｅ
ｃｒｉｔｉｃａｌ．Ｔａｋｉｎｇ
ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ
ｏｆ
和运行成本，然而网络在带来信息共享益处的同时，
ｍａｉｎ
ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，ｔｈｅ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
也带来了安全问题。现在调度中心、电厂、变电站、
Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ
Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（ＩＥＣ）ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ
ＩＥＣ
６１３５１
用户等之间进行的数据交换也越来越频繁，这对电
ｓｅｃｕｒｉｔｙ
ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｗｈｉｃｈ
ｍａｋｅ
ｇｒｅａｔ
ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ
ｉｎ
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力控制系统和数据网络的安全性、可靠性、实时提
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓｅｃｕｒｉｔｙｕｓｉｎｇ
ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ
ａｎｄ
ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ
出了严峻挑战，由信息安全问题引发的电力系统故
ｃｏｖｅｒｉｎｇ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ
ｔｈｅ
障也有所报道，广大电力用户迫切希望更安全、更
ｉ１１．ｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆ
ｍＣ
６２３５１
ａｎｄ
ｐｒｅｓｅｎｔｓ
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可靠的变电站自动化系统。
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ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
针对电力系统中的信息安全问题，国家颁布了
ｓｙｓｔｅｍ
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ｏｌｌ
ＩＥＣ
６２３５１．
《电网和电厂计算机控制系统及数据网络安全防护
ＫＥＹＷＯＲＤ：ＳＡＳ；ｎｅｔｗｏｒｋ
ｓｅｃｕｄＰｙ；ＬＥＣ６１８５０；ＩＥＣ
６２３５１
规定》和《电力二次系统安全防护总体方案》等一
摘要ｔ变电统自动化系统的一项重要功能是站内各种智能装
系列政策法规，明确要求电力控制系统必须与办公
置的通信，该领域技术发展的趋势是通信规约的网络化及国
自动化系统实行有效安全隔离，电力控制系统所用
际标准化。随着开放性的增加，特别是采用网络化的
的调度数据网络必须与公共信息网络及因特网等实
ＩＥＣ６１８５０标准成为发展方向时，网络的安全问题越来越突
行物理隔离，逐步建立健全电力系统信息安全防护
出。ＩＥＣ针对变电站内主要通信规约，制定了＇１ＥＣ６２３５１安全
体系和安全责任制及安全联防体制口叫。
国际标准，它在通信的多个层次上进行认证或加密，极大提
高了规约的安全性。该文在介绍ＴＩＥＣ６２３５１标准的主要内容
１
ＩＥＣ６２３５１国际标准的提出背景
后。提出了为符合该标准的自动化系统应该进行改造的主要
２００５年４月，国际标准化组织ＩＥＣ￥４定了ＩＥＣ
内容及重点解决的问题。
６２３５１数据和通信安全标准（草案）［５】，其目的就是解
关键词：变电站自动化；网络安全；１ＥＣ６１８５０：ＩＥＣ６２３５１
决电力通讯领域的数据和通讯安全问题。在ＩＥＣ
０引言
６２３５１中，认证和加密是核心内容。认证，从简单的
地址认证方式过渡到利用安全证书，确保信息通信
近年来，计算机技术、信息处理技术和通信技
的合法性和完整性；加密，从通过物理隔离保证数
术发展迅速，对变电站自动化系统产生了巨大影响。据保密性发展到利用ＴＬＳ和ＶＬＡＮ来进行保密传
国家电网公司在“十一五”规划中明确提出研究和
输，作用在于保证通信过程中信息的私有性，防止
２眦６２３５倡际标准的组成
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…妻了篓苎兰堑篓盐，翼竺竺ｉ！髦粤翼变堂络喜理协议（ｓＮＭＰ）相３ｑ１、ｌＶｌＸ）ｑ妄。能某五釜网络和篆磊管
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…。
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方面应用非常普遍。ＩＥＣ６２３５１．３描述了用于变电站
操作的ＴＬｓ参数设置。不同的是，ＩＥＣ６２３５１．３防止
关安全规范。ＩＥＣ６２３５１・４提供了ＭＭｓ相关的安全
孥苎，竺８璺璺王ＴＡＳＥ．２、（ＩＣ．！皇？ＩＥ．Ｃ．１１８５０．，它
圭茎要耋詈霎竺型詈曼：耋拿孽要，譬裂苎苎兰二
系统都需要同时做安全防护升级。
塞曼萎墨鐾萎星耋竺蒌耋妄黔毗并ｊ晰有一…２３５１名ｒ…ｇｇ募晶爵夏裂■………一
施仅仅限于一些安全认证机制，包括欺骗，重播，
荔墓嚣麓淼鲁嚣裟粲裟｝
部分针对电力工业定义了管理信息库，通过简单网
一…胃一旧心忡＾¨雌旧’一洲ｗ。正旺’小矶
和应用健康，入侵检测系统（ＩＤｓ），以及其它针对电
备，但是需要设计大量特有的ＭＩＢ对象用来描述电
力系统运行中非常特殊的设备和环境。
…
图１为目前变音站自动化系统主流通信规约与
…“…～”
导：．主１流Ｔ通ｌａ：冀黧盖兰；慧譬；：黧０：：：意于
第３０卷增刊
电网技术
３４７
３基于ＩＥＣ
６２３５１安全体系的变电站自动化
系统的主要内容
３．１研究安全标准对变电站自动化软件系统功能及
架构的影响
由于电力系统信息化程度的不断提高，信息的
安全、保密和可靠的问题在变电站自动化系统的设
计、实施和运行管理过程中的重要性Ｅｌ臻突出。ＩＥＣ
６２３５１标准研究电力监控系统的信息安全，为ＩＥＣ
６０８７０．５系列，ＩＥＣ６０８７０－６系列，ＩＥＣ６１８５０系列，
ＩＥＣ
全性分析，采用图形化操作，通过网络侦听和探测
扫描，自动收集和监视网络信息，监测并分析用户
和系统的活动，评估网络安全系数，提供安全性告
警，自动提出安全化建议。监视记录系统内和连接
有关的应用程序、访问、权限等信息，监视认证通
过与否、非法访问、连接失败、连接流量等连接信
息，识别已知的攻击行为和违反安全策略的用户活
动，自动提供分析报告和安全建议。
４重点解决的问题
４．１
６１９７０系列和ＩＥＣ６１９６８系列等电力通讯规约
６２３５１使用ＴＬＳ及ＩＰＳｅｃ技术来保障ＴＣＰ／ｌＰ
提供安全保护机制。
ＩＥＣ
如何与电力二次系统安全防护体系无缝连接
电力二次系统安全防护体系强调管理，即通过
传输层的通信安全，对于ＭＭＳ、ＴＡＳＥ．２和ＡＣＳＩ利
用ＴＬＳ来配置和使用包括认证在内的安全措施来保
障应用层的安全，同时为串口通讯规约（如ＩＥＣ
６０８７０－５．ｔ０１）和网络规约ｆ如ＩＥＣ
６０８７０—５—１０４和
ＤＮＰ３．Ｏ）提供了解决方法。特别针对ＩＥＣ６１８５０的
ＧＯＯＳＥ，ＧＳＥ和ＳＭＶ也提供了安全方面的解决方
案。
３．２变电站信息安全的整体解决方案
通过基于ＩＥＣ
６２３５
１的变电站自动化软件系统
的开发，吸收国外先进技术。详细分析当前的信息
安全现状和信息安全需求，提出变电站信息安全的
整体解决方案。立足于自有的技术和产品，覆盖变
电站内所有智能装置，保障信息系统的完整性、保
密性、可用性、可控性。
３．３符合安全标准的变电站自动化软件系统
符合安全标准的变电站ｃａ动化监控后台软件主
要是在变电站ｃａ动化监控后台软件中，采用安全处
理算法和机制，确保与变电站自动化装置通讯符合
ＩＥＣ
制定规程来保障电力系统的安全运行。而基于ＩＥＣ
６２３５１的变电站自动化软件系统采用最新发展的安
全防护技术来保证信息的机密性、有效性、完整性、
不可否认性。为了实现与电力二次系统安全防护体
系的无缝连接，基于ＩＥＣ６２３５１的变电站自动化软
件系统需要做哪些改进，必须做进一步研究。
４．２采取安全防护措施带来的实时性问题
１ＥＣ
６０８７０—５－１０１／１０２／１０３通信规约支持串行连
接方式，通信波特率较低，一般不高于９６００ｂｐｓ，
因此安全防护措施既要满足通信带宽要求，又要实
现较为完善的防护措施，保证远动和调度命令的安
全和可靠。
ＩＥＣ
６１８５０的ＧＯＯＳＥ，ＧＳＥ，ＳＭＶ通过多播方
式在变电站局域网内发送报文，与继电保护装置交
换大量实时数据，时间要求非常严格，要求在４ｍｓ
内必须发送出去。因此，这方面的安全防护措施要
求尽可能小的计算量，满足继电保护和采样值的快
速时间响应，以及变电站和现场设备的监视和控制。
４．３如何解决安全变电站自动化软件系统与现有
系统的互连互通
现有的变电站自动化系统与多个厂家装置进行
通信，由于安全问题没有现在突出，以往极少有厂
家充分考虑过安全防护问题，增加安全防护措施会
不会影响现有运行装置的正常通信，目前尚无答案。
由于条件限制，现有电力自动化系统安全防护升级
不可能一步到位，因此必须保证具备安全防护措旖
和不具备安全防护措施的装置或应用能够同时并
存。
４．４如何针对变电站自动化系统特点进行安全评估
电力系统的信息安全具有鲜明的行业特点，有
严格的性能和可靠性要求，没有成熟的软件可以完
６２３５１安全标准，特别针对控制操作命令采用一
定的安全处理措施，防止误操作。符合安全标准的
测控、保护及合并单元的嵌入式软件主要是在嵌入
式软件中实现符合ＩＥＣ６２３５１安全标准的ＩＥＣ
６１８５０
通讯规约，尤其是为ＧＯＯＳＥ、ＧＳＥ和ＳＭＶ报文通信
提供符合标准的安全措施，采用身份认证和数字签
名安全机制，限制客户端的非法接入和操作。符合
安全标准的远动工作站通信软件集成符合ＩＥＣ
６２３５１安全标准的ＩＥＣ６１８５０、ＤＮＰ３，０、ＩＥＣ８７０－５系
列等通信规约，全面保障数据完整性和远方调度令
的正确性。
３．４变电站通信安全检测评估工具软件
本工具为变电站自动化系统提供风险评估和安
丝！
！！！！！！Ｚ！！翌！竺！坠！！！型
塑！：垫！１２￡堡！！坐
全覆盖，例如禁止合法调度员进入电力系统控制操
作带来的后果要比禁止合法客户进入其银行账户严
重的多。由于大多数系统和设各位于分散，无人值
守和偏远地方，密匙管理和其它安全拮施难以实现。
因此在开发电力系统安全评估软件时，必须充分考
虑到行业需要，对于可能产生严重后果的情况，如
拒绝服务，应在评估报告中特别注明。而一些园条
件所限而产生的安全隐患，应降低其警告等级。根
据运行要求，提出合理的安全建议。
５结语
随着ＩＥＣ６１８５０的推广应用，变电站内常规二
次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控
制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、
同期操作装置以及正在发展中的在线状态监测装置
等通过网络真正实现了数据和资源共享。开发基于
ＩＥＣ
６２３５１安全体系的变电站自动化软件系统，契
合了用户对于安全可靠、平台统一的变电站自动化
软件的需求，顺应技术发展的趋势，是未来数字化
变电站不可缺少的关键组成部分。
开发基于ＩＥＣ６２３５１安全体系的变电站自动化
软件系统，为发电企业和电力公司提供一套安全的
监控软件系统，提高系统的可靠性，减少因为安全
问题导致系统故障的可能。通过对ＩＥＣ６２３５１安全
体系的研究和应用，提出变电站信息安全的解决方
案。
参考文献
１１］任雁铭－秦立军．杨奇逊．ＩＥＣ
６１
８５０通信协议体系彳卜绍和分析ｍ电
力系统自动化．２０００，（８）．６２－６４．
ｆ２】胡毙；辛榴中；韩英铎．二次系统安全体系结拘亿设计方法［叼．电
力系统自动化，２００３，（２１ｈ
６３－６８．
【３】３辛耀中．网络信息安全防护的四个问题【ｃ】．中国信息协会信息安
全专业委员会年会文集．２００４：１５０．１５７．
【４］４胡炎，谢小荣，韩英铎，等．电力信息系统安全体系设计方法综
述ｍ．电网技术ｔ２００５－（１）；３５・３２．
【５】５
ＩＥＣ
６２３５１（Ｃｏｍｍｉｔｔａｅ
ＤｒＹ）．Ｄａｔａ
ａｎｄ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｓｅｅｕｒｉｔｒ
２００５．
收藕日期：２００６－０９－０８。
作者简介；
丁杰ｔ１９６６＿】，男，高级工程师，主要从事电力系统自动化工作．
ｄｉ蚓＠ｎａｒｉｔｅｃｈ．ｃｎ；
奚后玮（１９６３＿１，男．教授缓高级工程师，主要从事电力系统自动
化工作，ｘｉｈｗ＠ｎａｒｌｔｅｅｈｃｎ：
倪益民（１９６７一）。男．工程师．主要从事电力系统自动化工作，
ｎｉｙｍ＠ｎａ６ｔａｃｈ．ｃＤ；
窦仁晖（１９７２—ｌ，男，工程师，主要从事电力系统自动化工作．
ｄｏｕｒｈ回ｎａｒｉｔａｃｈｘｎ；
陈爱林ｆ１９７３—１’男．工程师，主要从事电力系统自动化工怍，
ｃｈｃｎａｌ国ａｎｔｃｃｈ
ｃⅡ：
代擎（１９７§—＿）．男，工程师，主要从事电力系统自动化工作。
2024年6月13日发(作者：郦晓莉)
第３０卷增刊电两技术
Ｖ０１．３０
Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ
２００６年１０月
Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
０ｃｔ．２００６
文章编号：１０００，３６７３（２００６）ｓ２．０３４５－０４中囤分类号：ＴＭ７６文献标识码：Ａ学科代码：４７０－４０
基于ＩＥＣ
６２３５１安全体系的变电站自动化系统
丁杰，奚后玮，陈爱林，倪益民，窦仁晖，代攀
（国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市２１０００３）
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｎ
Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｂａｓｅｄ
０１１
ＩＥＣ６２３５１
Ｓｅｃｕｒｉｔｙ
Ｓｔａｎｄａｒｄｓ
ＤＩＮＧＪｉｅ，ＸＩＨｏｕ－ｗｅｉ，ＣＨＥＮＡｉ—ｌｉｎ，ＮＩＹｉ－ｍｉｎ，
ＤＯＵ
Ｒｅｎ－ｈｕｉ，ＤＡｌ
Ｐａｎ
（ＮＡＲＩ
Ｔ＆Ｄ
Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ
２１０００３，Ｊｉａｎｇｓｕ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉ加）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎ
ＳｕｂｓｔａｔｉｏｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ（ｓＡｓ），ｉｔ
ｉ￥
推广以ＩＥＣ６１８５０和电子式ＰＴ／ＣＴ为基础的数字化
ｏｎｅ
ｏｆｔｈｅ
ｋｅｙ
ｆｉｍｃｔｉｎｎｓ
ｔｏ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ
ｗｉｔｈ
ａ１１ｋｉｒｉｄｓｏｆＩＥＤｓ．
变电站。ＩＥＣ６１８５００１提出了变电站过程层、间隔层、
１１ｌｅ
ｔｅ幽ｌｏｌｏ盱ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｔｅｎｄｓ
ｔｏ
ｂｅｎｅｔｗｏｒｋ
站控层三层之间所有设备直接接入以太网。由此可
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ
ａｎｄ
ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ．
见网络在变电站中已成为最重要的通信方式。
Ｗｉ也ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
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１ＥＣ６１８５０
ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ
ｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
基于以太网的综合解决方案，大大节省了建设
ｂｅｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓ，ｎｅｔｗｏｒｋ
ｓｅｃｔａ＊ｉｔｙ
ｗｉｌｌｂｅｍｏｒｅ
ａｎｄ
ｍｏｒｅ
ｃｒｉｔｉｃａｌ．Ｔａｋｉｎｇ
ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ
ｏｆ
和运行成本，然而网络在带来信息共享益处的同时，
ｍａｉｎ
ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，ｔｈｅ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
也带来了安全问题。现在调度中心、电厂、变电站、
Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ
Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（ＩＥＣ）ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ
ＩＥＣ
６１３５１
用户等之间进行的数据交换也越来越频繁，这对电
ｓｅｃｕｒｉｔｙ
ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｗｈｉｃｈ
ｍａｋｅ
ｇｒｅａｔ
ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ
ｉｎ
ｄａｔａａｎｄ
力控制系统和数据网络的安全性、可靠性、实时提
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓｅｃｕｒｉｔｙｕｓｉｎｇ
ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ
ａｎｄ
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出了严峻挑战，由信息安全问题引发的电力系统故
ｃｏｖｅｒｉｎｇ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ
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障也有所报道，广大电力用户迫切希望更安全、更
ｉ１１．ｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆ
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６２３５１
ａｎｄ
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可靠的变电站自动化系统。
ａｎｄ
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ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
针对电力系统中的信息安全问题，国家颁布了
ｓｙｓｔｅｍ
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ＩＥＣ
６２３５１．
《电网和电厂计算机控制系统及数据网络安全防护
ＫＥＹＷＯＲＤ：ＳＡＳ；ｎｅｔｗｏｒｋ
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６２３５１
规定》和《电力二次系统安全防护总体方案》等一
摘要ｔ变电统自动化系统的一项重要功能是站内各种智能装
系列政策法规，明确要求电力控制系统必须与办公
置的通信，该领域技术发展的趋势是通信规约的网络化及国
自动化系统实行有效安全隔离，电力控制系统所用
际标准化。随着开放性的增加，特别是采用网络化的
的调度数据网络必须与公共信息网络及因特网等实
ＩＥＣ６１８５０标准成为发展方向时，网络的安全问题越来越突
行物理隔离，逐步建立健全电力系统信息安全防护
出。ＩＥＣ针对变电站内主要通信规约，制定了＇１ＥＣ６２３５１安全
体系和安全责任制及安全联防体制口叫。
国际标准，它在通信的多个层次上进行认证或加密，极大提
高了规约的安全性。该文在介绍ＴＩＥＣ６２３５１标准的主要内容
１
ＩＥＣ６２３５１国际标准的提出背景
后。提出了为符合该标准的自动化系统应该进行改造的主要
２００５年４月，国际标准化组织ＩＥＣ￥４定了ＩＥＣ
内容及重点解决的问题。
６２３５１数据和通信安全标准（草案）［５】，其目的就是解
关键词：变电站自动化；网络安全；１ＥＣ６１８５０：ＩＥＣ６２３５１
决电力通讯领域的数据和通讯安全问题。在ＩＥＣ
０引言
６２３５１中，认证和加密是核心内容。认证，从简单的
地址认证方式过渡到利用安全证书，确保信息通信
近年来，计算机技术、信息处理技术和通信技
的合法性和完整性；加密，从通过物理隔离保证数
术发展迅速，对变电站自动化系统产生了巨大影响。据保密性发展到利用ＴＬＳ和ＶＬＡＮ来进行保密传
国家电网公司在“十一五”规划中明确提出研究和
输，作用在于保证通信过程中信息的私有性，防止
２眦６２３５倡际标准的组成
ＴＣＰｆＩ．ＰＩ拘…Ａ，Ｃ。ＳＩ，。．兰璺Ｅ．Ｃ
…妻了篓苎兰堑篓盐，翼竺竺ｉ！髦粤翼变堂络喜理协议（ｓＮＭＰ）相３ｑ１、ｌＶｌＸ）ｑ妄。能某五釜网络和篆磊管
６，０，８．７０…－５－１０—４．一
…。
量娑冀≥銎喜翌耋整性，而孔：曩三擘詈耋三喜三矗ｊ主釜善薹信息库支持箍蓓蒜蚕凳萎甚？‘篆磊
方面应用非常普遍。ＩＥＣ６２３５１．３描述了用于变电站
操作的ＴＬｓ参数设置。不同的是，ＩＥＣ６２３５１．３防止
关安全规范。ＩＥＣ６２３５１・４提供了ＭＭｓ相关的安全
孥苎，竺８璺璺王ＴＡＳＥ．２、（ＩＣ．！皇？ＩＥ．Ｃ．１１８５０．，它
圭茎要耋詈霎竺型詈曼：耋拿孽要，譬裂苎苎兰二
系统都需要同时做安全防护升级。
塞曼萎墨鐾萎星耋竺蒌耋妄黔毗并ｊ晰有一…２３５１名ｒ…ｇｇ募晶爵夏裂■………一
施仅仅限于一些安全认证机制，包括欺骗，重播，
荔墓嚣麓淼鲁嚣裟粲裟｝
部分针对电力工业定义了管理信息库，通过简单网
一…胃一旧心忡＾¨雌旧’一洲ｗ。正旺’小矶
和应用健康，入侵检测系统（ＩＤｓ），以及其它针对电
备，但是需要设计大量特有的ＭＩＢ对象用来描述电
力系统运行中非常特殊的设备和环境。
…
图１为目前变音站自动化系统主流通信规约与
…“…～”
导：．主１流Ｔ通ｌａ：冀黧盖兰；慧譬；：黧０：：：意于
第３０卷增刊
电网技术
３４７
３基于ＩＥＣ
６２３５１安全体系的变电站自动化
系统的主要内容
３．１研究安全标准对变电站自动化软件系统功能及
架构的影响
由于电力系统信息化程度的不断提高，信息的
安全、保密和可靠的问题在变电站自动化系统的设
计、实施和运行管理过程中的重要性Ｅｌ臻突出。ＩＥＣ
６２３５１标准研究电力监控系统的信息安全，为ＩＥＣ
６０８７０．５系列，ＩＥＣ６０８７０－６系列，ＩＥＣ６１８５０系列，
ＩＥＣ
全性分析，采用图形化操作，通过网络侦听和探测
扫描，自动收集和监视网络信息，监测并分析用户
和系统的活动，评估网络安全系数，提供安全性告
警，自动提出安全化建议。监视记录系统内和连接
有关的应用程序、访问、权限等信息，监视认证通
过与否、非法访问、连接失败、连接流量等连接信
息，识别已知的攻击行为和违反安全策略的用户活
动，自动提供分析报告和安全建议。
４重点解决的问题
４．１
６１９７０系列和ＩＥＣ６１９６８系列等电力通讯规约
６２３５１使用ＴＬＳ及ＩＰＳｅｃ技术来保障ＴＣＰ／ｌＰ
提供安全保护机制。
ＩＥＣ
如何与电力二次系统安全防护体系无缝连接
电力二次系统安全防护体系强调管理，即通过
传输层的通信安全，对于ＭＭＳ、ＴＡＳＥ．２和ＡＣＳＩ利
用ＴＬＳ来配置和使用包括认证在内的安全措施来保
障应用层的安全，同时为串口通讯规约（如ＩＥＣ
６０８７０－５．ｔ０１）和网络规约ｆ如ＩＥＣ
６０８７０—５—１０４和
ＤＮＰ３．Ｏ）提供了解决方法。特别针对ＩＥＣ６１８５０的
ＧＯＯＳＥ，ＧＳＥ和ＳＭＶ也提供了安全方面的解决方
案。
３．２变电站信息安全的整体解决方案
通过基于ＩＥＣ
６２３５
１的变电站自动化软件系统
的开发，吸收国外先进技术。详细分析当前的信息
安全现状和信息安全需求，提出变电站信息安全的
整体解决方案。立足于自有的技术和产品，覆盖变
电站内所有智能装置，保障信息系统的完整性、保
密性、可用性、可控性。
３．３符合安全标准的变电站自动化软件系统
符合安全标准的变电站ｃａ动化监控后台软件主
要是在变电站ｃａ动化监控后台软件中，采用安全处
理算法和机制，确保与变电站自动化装置通讯符合
ＩＥＣ
制定规程来保障电力系统的安全运行。而基于ＩＥＣ
６２３５１的变电站自动化软件系统采用最新发展的安
全防护技术来保证信息的机密性、有效性、完整性、
不可否认性。为了实现与电力二次系统安全防护体
系的无缝连接，基于ＩＥＣ６２３５１的变电站自动化软
件系统需要做哪些改进，必须做进一步研究。
４．２采取安全防护措施带来的实时性问题
１ＥＣ
６０８７０—５－１０１／１０２／１０３通信规约支持串行连
接方式，通信波特率较低，一般不高于９６００ｂｐｓ，
因此安全防护措施既要满足通信带宽要求，又要实
现较为完善的防护措施，保证远动和调度命令的安
全和可靠。
ＩＥＣ
６１８５０的ＧＯＯＳＥ，ＧＳＥ，ＳＭＶ通过多播方
式在变电站局域网内发送报文，与继电保护装置交
换大量实时数据，时间要求非常严格，要求在４ｍｓ
内必须发送出去。因此，这方面的安全防护措施要
求尽可能小的计算量，满足继电保护和采样值的快
速时间响应，以及变电站和现场设备的监视和控制。
４．３如何解决安全变电站自动化软件系统与现有
系统的互连互通
现有的变电站自动化系统与多个厂家装置进行
通信，由于安全问题没有现在突出，以往极少有厂
家充分考虑过安全防护问题，增加安全防护措施会
不会影响现有运行装置的正常通信，目前尚无答案。
由于条件限制，现有电力自动化系统安全防护升级
不可能一步到位，因此必须保证具备安全防护措旖
和不具备安全防护措施的装置或应用能够同时并
存。
４．４如何针对变电站自动化系统特点进行安全评估
电力系统的信息安全具有鲜明的行业特点，有
严格的性能和可靠性要求，没有成熟的软件可以完
６２３５１安全标准，特别针对控制操作命令采用一
定的安全处理措施，防止误操作。符合安全标准的
测控、保护及合并单元的嵌入式软件主要是在嵌入
式软件中实现符合ＩＥＣ６２３５１安全标准的ＩＥＣ
６１８５０
通讯规约，尤其是为ＧＯＯＳＥ、ＧＳＥ和ＳＭＶ报文通信
提供符合标准的安全措施，采用身份认证和数字签
名安全机制，限制客户端的非法接入和操作。符合
安全标准的远动工作站通信软件集成符合ＩＥＣ
６２３５１安全标准的ＩＥＣ６１８５０、ＤＮＰ３，０、ＩＥＣ８７０－５系
列等通信规约，全面保障数据完整性和远方调度令
的正确性。
３．４变电站通信安全检测评估工具软件
本工具为变电站自动化系统提供风险评估和安
丝！
！！！！！！Ｚ！！翌！竺！坠！！！型
塑！：垫！１２￡堡！！坐
全覆盖，例如禁止合法调度员进入电力系统控制操
作带来的后果要比禁止合法客户进入其银行账户严
重的多。由于大多数系统和设各位于分散，无人值
守和偏远地方，密匙管理和其它安全拮施难以实现。
因此在开发电力系统安全评估软件时，必须充分考
虑到行业需要，对于可能产生严重后果的情况，如
拒绝服务，应在评估报告中特别注明。而一些园条
件所限而产生的安全隐患，应降低其警告等级。根
据运行要求，提出合理的安全建议。
５结语
随着ＩＥＣ６１８５０的推广应用，变电站内常规二
次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控
制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、
同期操作装置以及正在发展中的在线状态监测装置
等通过网络真正实现了数据和资源共享。开发基于
ＩＥＣ
６２３５１安全体系的变电站自动化软件系统，契
合了用户对于安全可靠、平台统一的变电站自动化
软件的需求，顺应技术发展的趋势，是未来数字化
变电站不可缺少的关键组成部分。
开发基于ＩＥＣ６２３５１安全体系的变电站自动化
软件系统，为发电企业和电力公司提供一套安全的
监控软件系统，提高系统的可靠性，减少因为安全
问题导致系统故障的可能。通过对ＩＥＣ６２３５１安全
体系的研究和应用，提出变电站信息安全的解决方
案。
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Ｓｅｅｕｒｉｔｒ
２００５．
收藕日期：２００６－０９－０８。
作者简介；
丁杰ｔ１９６６＿】，男，高级工程师，主要从事电力系统自动化工作．
ｄｉ蚓＠ｎａｒｉｔｅｃｈ．ｃｎ；
奚后玮（１９６３＿１，男．教授缓高级工程师，主要从事电力系统自动
化工作，ｘｉｈｗ＠ｎａｒｌｔｅｅｈｃｎ：
倪益民（１９６７一）。男．工程师．主要从事电力系统自动化工作，
ｎｉｙｍ＠ｎａ６ｔａｃｈ．ｃＤ；
窦仁晖（１９７２—ｌ，男，工程师，主要从事电力系统自动化工作．
ｄｏｕｒｈ回ｎａｒｉｔａｃｈｘｎ；
陈爱林ｆ１９７３—１’男．工程师，主要从事电力系统自动化工怍，
ｃｈｃｎａｌ国ａｎｔｃｃｈ
ｃⅡ：
代擎（１９７§—＿）．男，工程师，主要从事电力系统自动化工作。