探討智能電能表的數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)

1、    探討智能電能表的數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)    任賢【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，智能電能表的應(yīng)用范圍將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，目前在許多大城市已經(jīng)都采用智能電能表，偏遠(yuǎn)的地方還大多是傳統(tǒng)的電表，因此。促進(jìn)電能表的更新?lián)Q代將是供電行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。雖然智能電能表的防竊電技術(shù)在不斷地完善，可是僅僅依靠技術(shù)進(jìn)行反竊電工作是不完善的，要加強(qiáng)供電行業(yè)的管理，完善內(nèi)部的監(jiān)測(cè)機(jī)制。同時(shí)，要提高群眾的法律意識(shí)，公開(kāi)曝光一些嚴(yán)重的竊電案件達(dá)到教育警示的作用，及時(shí)開(kāi)展各種反竊電工作。還可以與銀行等金融部門(mén)合作，將竊電人員的行為納入個(gè)人社會(huì)誠(chéng)信記錄，從誠(chéng)信方面預(yù)防竊電行為

2、的發(fā)生，在社會(huì)上營(yíng)造安全用電、誠(chéng)信用電的良好氛圍?！娟P(guān)鍵詞】智能電能表；防竊電技術(shù)；應(yīng)用中圖分類(lèi)號(hào)：c37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a引言一些單位特別是私營(yíng)企業(yè)或個(gè)體經(jīng)營(yíng)者，通過(guò)盜竊電能降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本來(lái)獲利，使國(guó)家電能大量流失，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。竊電作為一種嚴(yán)重的違法行為，損害了用電客戶(hù)和供電企業(yè)的利益，是供電企業(yè)長(zhǎng)期面臨的難題，因?yàn)榧夹g(shù)的作用是正負(fù)雙向的，既給防竊電提供了新的措施，也使竊電的手段多樣化，電能表計(jì)費(fèi)電量的多少主要取決于電壓、電流、功率三個(gè)要素和時(shí)間的乘積。三個(gè)方面中的任何一個(gè)受到非法改變就會(huì)減少實(shí)際用電數(shù)量，甚至在一些地方有專(zhuān)門(mén)研究電能計(jì)量裝置的“專(zhuān)業(yè)人士”。當(dāng)前，防竊電工作依然是許多

3、供電企業(yè)的棘手問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，竊電行為主要以下幾個(gè)方而：在電力企業(yè)或者其他單位、個(gè)人供用電的設(shè)施上沒(méi)有經(jīng)過(guò)當(dāng)事人的認(rèn)可，私自偷接電線(xiàn)；使用非法用電充值片或非法使用電充值片占用電能；實(shí)行兩部制電價(jià)，客戶(hù)私自增加電力容量，非法侵占與電力容量相對(duì)應(yīng)的電費(fèi)行為；采用一些不良的手段對(duì)電計(jì)量裝置的計(jì)量方法、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行非法更改，造成計(jì)量數(shù)值過(guò)小。這些違法行為具有較大的隱蔽性，不容易被供電部門(mén)發(fā)現(xiàn)，存在著大量的安全隱患，必須引起電業(yè)部門(mén)的重視。1.智能電能表的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)智能電能表不同于傳統(tǒng)的電表，主要以電子集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要部件是16位的單片機(jī)，將專(zhuān)用程序固化到其內(nèi)部flashrom中。它主要是根據(jù)計(jì)量部分

4、出來(lái)的減電脈沖來(lái)計(jì)算用戶(hù)所用電量，電能計(jì)量裝置計(jì)算供電部門(mén)銷(xiāo)售的電能數(shù)量，也對(duì)用戶(hù)使用電能的多少進(jìn)行記錄，因此計(jì)量的精確與否關(guān)系到供電企業(yè)和用戶(hù)之間的商業(yè)交易是否公平，而且一些用戶(hù)偷電行為的發(fā)生，也與計(jì)量表的隨意安裝，管理混亂有一定的關(guān)系。因此采用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)電能計(jì)量裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)改造可以防止竊電行為的發(fā)生。智能電能表作為連接用戶(hù)和配電中心的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，可以在用戶(hù)所持電能卡及電表內(nèi)的智能存儲(chǔ)單元之間傳送數(shù)據(jù)，將信息及時(shí)告知給用戶(hù)和配電雙方，sam模塊通過(guò)它來(lái)認(rèn)證電能卡是否可在該表上使用，方便操作，一張電能卡對(duì)準(zhǔn)一個(gè)用戶(hù)，電費(fèi)的收取方便。電能表的電路設(shè)計(jì)和元器件選擇對(duì)環(huán)境允差的要求較小，精度不受

5、頻率、溫度的影響，性能較好確保了電表的長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。電子式智能電表充分發(fā)揮了電力的商品屬性，先買(mǎi)電后用電，可以節(jié)省用戶(hù)的費(fèi)用開(kāi)支。客戶(hù)可以提前按照實(shí)際需要的電量進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，用戶(hù)電費(fèi)用完之后，電表就會(huì)自動(dòng)斷電停止工作，不會(huì)產(chǎn)生多余的費(fèi)用。避免了供電企業(yè)無(wú)法及時(shí)提醒，用戶(hù)因不知道電費(fèi)用完而繼續(xù)使用產(chǎn)生的違約金。傳統(tǒng)的電表大多是人工挨門(mén)挨戶(hù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)收費(fèi)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。智能電表的用電信息采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一定區(qū)域內(nèi)每戶(hù)居民用電情況，保存數(shù)據(jù)，用戶(hù)在互聯(lián)網(wǎng)上可以查到用電的信息，用戶(hù)在停電的壓力下，會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)自主去交費(fèi)，解決了以往的欠費(fèi)、收電費(fèi)難的問(wèn)題，避免了電力部門(mén)與居民之間因催交拖欠電費(fèi)而引起的不必要經(jīng)濟(jì)

6、糾紛。提高了供電企業(yè)的工作效率，規(guī)范了企業(yè)的內(nèi)部管理，而且減少了人工上門(mén)抄表不到位，估抄、漏抄、錯(cuò)抄導(dǎo)致的不合理收費(fèi)給客戶(hù)帶來(lái)的不良影響。智能電能表改變了傳統(tǒng)電能表只需要在進(jìn)線(xiàn)處將電能表通過(guò)一個(gè)電感并接于電表的火線(xiàn)進(jìn)出線(xiàn)的兩個(gè)端子上的方法，采用體積較小重量較輕的全數(shù)字式專(zhuān)用芯片，起動(dòng)電流小、無(wú)潛動(dòng)、寬負(fù)荷，誤差曲線(xiàn)平直、安裝簡(jiǎn)單，頻率大小、溫度高度、電壓高次諧波震動(dòng)都不會(huì)對(duì)精確度產(chǎn)生任何影響，由于使用了先進(jìn)的優(yōu)化電路的smt技術(shù)，整機(jī)出廠(chǎng)后無(wú)需調(diào)整電路即可使用，運(yùn)行時(shí)可保證長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。2.智能電能表的防竊電技術(shù)2.1 欠壓法竊電欠壓法：通過(guò)對(duì)電能計(jì)量表電壓回路，使得計(jì)量電壓的回路故障，從而使

7、得電能表的電壓線(xiàn)圈失壓或是線(xiàn)圈上電壓降低，這樣便可以使得電能表少計(jì)量。防竊電方法：設(shè)定失壓門(mén)限電壓和欠壓門(mén)限電壓。若檢測(cè)電壓值低于失壓門(mén)限電壓且對(duì)應(yīng)相有電流，則判定為失壓竊電。若檢測(cè)電壓值位于2個(gè)門(mén)限電壓之間，則判定為欠壓竊電。2.2 欠流法竊電欠流法：此方法是對(duì)計(jì)量表的電流電路的接線(xiàn)進(jìn)行改裝，造成計(jì)量電流回路故障，使電能表的電流線(xiàn)圈無(wú)電流通過(guò)，或者只通過(guò)部分電流，大量的電流沒(méi)有統(tǒng)計(jì)，計(jì)量表只能記錄很少的電量。防竊電方法：對(duì)線(xiàn)圈工作情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常的情況，就對(duì)線(xiàn)圈進(jìn)行短路、開(kāi)路的方法對(duì)專(zhuān)用電路進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于竊電行為將會(huì)自動(dòng)記錄。2.3 移相法竊電移相法：改變電能表正常接線(xiàn)或接入

8、與電能線(xiàn)圈無(wú)電聯(lián)系的電壓、電流，有的利用電感或電容特定接法，來(lái)改變電能表線(xiàn)圈中電壓，電流間的正常相位關(guān)系，使電能表轉(zhuǎn)慢甚至反轉(zhuǎn)。防電壓移相竊電法：當(dāng)電能表電壓回路接線(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，不是三相電壓間的相序發(fā)生了變化，就是相互之間兩兩夾角不再是120°，或者上述兩個(gè)條件同時(shí)不滿(mǎn)足。檢側(cè)三相電壓的相序和兩兩夾角這2個(gè)條件。若有任何1個(gè)條件不滿(mǎn)足，則判定為竊電行為。防電流移相竊電法：由于三相電流間不再有固定的相位和相角關(guān)系。現(xiàn)以電壓的相位為參考劃分超前40°和滯后80°的區(qū)間，若對(duì)應(yīng)相電流沒(méi)有位于此區(qū)間，則判斷存在竊電行為并記錄在案。3 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全防護(hù)策略3.1 安全域邊

9、界的保護(hù)原則（1）集中防護(hù)原則：以安全域劃分和邊界整合為基礎(chǔ)，集中部署防火墻、入侵檢測(cè)、異常流量檢測(cè)和過(guò)濾等基礎(chǔ)安全技術(shù)防護(hù)手段，多個(gè)安全域或子域共享手段提供的防護(hù)；（2）分等級(jí)防護(hù)原則：根據(jù)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級(jí)定級(jí)指南和信息系統(tǒng)等級(jí)保護(hù)安全設(shè)計(jì)技術(shù)要求的指導(dǎo)，確定數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)邊界的安全等級(jí)，并部署相對(duì)應(yīng)的安全技術(shù)手段。對(duì)于各安全域邊界的安全防護(hù)應(yīng)按照最高安全等級(jí)進(jìn)行防護(hù)；（3）縱深防護(hù)原則：通過(guò)安全域劃分，在外部網(wǎng)絡(luò)和核心生產(chǎn)區(qū)之間存在多層安全防護(hù)邊界。由于安全域的不同，其面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)也不同，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備或系統(tǒng)更高等級(jí)防護(hù)，這就需要根據(jù)各邊界面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)部署不同的安全技術(shù)及策略

10、。3.2 安全技術(shù)防護(hù)部署對(duì)于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一般安全防護(hù)手段有防火墻、防病毒系統(tǒng)、入侵檢測(cè)、異常流量檢測(cè)和過(guò)濾、網(wǎng)絡(luò)安全管控平臺(tái)（包含綜合維護(hù)接入、賬號(hào)口令管理和日志審計(jì)模塊）等5類(lèi)通用的基礎(chǔ)安全技術(shù)。下面以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全域劃分和邊界整合為基礎(chǔ)，進(jìn)行安全技術(shù)手段的部署。（1）防火墻部署：防火墻是可以防止網(wǎng)絡(luò)中病毒蔓延到局域網(wǎng)的一種防護(hù)安全機(jī)制，但只限制于外部網(wǎng)絡(luò)，因此防火墻必須部署在互聯(lián)網(wǎng)接口區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)的邊界。同時(shí)，對(duì)于重要系統(tǒng)的核心生產(chǎn)區(qū)要構(gòu)成雙重防火墻防護(hù)，需要在核心交換區(qū)部署防火墻設(shè)備。由于安全域內(nèi)部互聯(lián)風(fēng)險(xiǎn)較低，可以復(fù)用核心交換區(qū)的防火墻對(duì)內(nèi)部互聯(lián)接口區(qū)進(jìn)行防護(hù)，減少防火墻數(shù)量，提高集中

11、防護(hù)程度。（2）入侵檢測(cè)設(shè)備的部署：入侵檢測(cè)主要通過(guò)入侵檢測(cè)探頭發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的入侵行為，能夠及時(shí)對(duì)入侵行為采取相應(yīng)的措施。入侵檢測(cè)系統(tǒng)中央服務(wù)器集中部署在網(wǎng)管網(wǎng)中，并控制部署在內(nèi)部互聯(lián)接口區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)接口區(qū)之間的入侵檢測(cè)探頭，及時(shí)發(fā)現(xiàn)入侵事件。同時(shí)安全防護(hù)要求較高的情況下，將入侵檢測(cè)探頭部署在核心交換區(qū)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分析和判斷，實(shí)現(xiàn)各安全子域間的訪(fǎng)問(wèn)控制。（3）防病毒系統(tǒng)的部署：防病毒系統(tǒng)采用分級(jí)部署，對(duì)安全域內(nèi)各運(yùn)行windows操作系統(tǒng)的設(shè)備必須安裝防病毒客戶(hù)端，在內(nèi)部互聯(lián)接口子域的內(nèi)部安全服務(wù)區(qū)中部署二級(jí)防病毒控制服務(wù)器，負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的防病毒客戶(hù)端。二級(jí)服務(wù)器由部署在網(wǎng)管網(wǎng)中的防病毒管理中心

12、基于策略實(shí)施集中統(tǒng)一管理。（4）異常流量的檢測(cè)和過(guò)濾：為了防御互聯(lián)網(wǎng)病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊等引起網(wǎng)絡(luò)流量異常，將異常流量檢測(cè)和過(guò)濾設(shè)備部署在節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)接口子域的互聯(lián)網(wǎng)邊界防火墻的外側(cè)，便于安全管理人員排查網(wǎng)絡(luò)異常、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、保證網(wǎng)絡(luò)安全。（5）網(wǎng)絡(luò)安全管控平臺(tái)：網(wǎng)絡(luò)安全管控平臺(tái)前置機(jī)接受部署在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)管網(wǎng)內(nèi)的安全管控平臺(tái)核心服務(wù)器控制，部署在各集中防護(hù)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部互聯(lián)接口區(qū)的安全服務(wù)子域中，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一運(yùn)維接入控制，實(shí)現(xiàn)集中認(rèn)證、授權(quán)、單點(diǎn)登錄及安全審計(jì)。（6）運(yùn)行管理維護(hù)：安全工作向來(lái)三分技術(shù)、七分管理，除了在安全域邊界部署相應(yīng)的安全技術(shù)手段和策略外，日常維護(hù)人員還要注重安全管理工作。一方面，對(duì)安全域邊界提高維護(hù)質(zhì)量，加強(qiáng)邊界監(jiān)控和系統(tǒng)評(píng)估；另一方面，要從系統(tǒng)、人員進(jìn)行管理，加強(qiáng)補(bǔ)丁的管理和人員安全培訓(xùn)工作，提高安全意識(shí)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)及服務(wù)器賬號(hào)嚴(yán)格管理，統(tǒng)一分配。4.結(jié)語(yǔ)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，電子式電能表已經(jīng)不適合現(xiàn)代社會(huì)的需要。智能電能表依托先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)的多樣化傳遞等。是我國(guó)電網(wǎng)智能化、大型化建設(shè)的需要，也是未來(lái)電業(yè)的發(fā)展方向。如何利用智能電能表開(kāi)展防竊電工作，維護(hù)電業(yè)的市場(chǎng)秩序，確保用戶(hù)和投資者的利益，是電力行業(yè)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，也是一個(gè)亟待解決的難題。本文闡述了竊電行為帶來(lái)的危害，分析了智能