智能电网的信息安全方案.ppt

2010年年02月月 智能电网智能电网及其信息安全方案及其信息安全方案北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效n四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作2© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 一、智能电网是什么？一、智能电网是什么？n情景一： ““收到电力公司的提醒，收到电力公司的提醒，2323点至第二日凌晨点至第二日凌晨7 7点，由点，由风力发电供电，每度电价下调风力发电供电，每度电价下调50%50%””于是通过网络调整家中于是通过网络调整家中洗衣机、电动车充电的智能插座使用风力电洗衣机、电动车充电的智能插座使用风力电n情景二： ““家里的屋顶上安装了太阳能电池，满足了全家的用电需家里的屋顶上安装了太阳能电池，满足了全家的用电需要白天家里用电少的时候，多余的电可以卖给国家，每月要。

白天家里用电少的时候，多余的电可以卖给国家，每月不但不需要缴电费，而且还可以赚钱不但不需要缴电费，而且还可以赚钱3© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 一、智能电网是什么？一、智能电网是什么？n情景三： ““我的电动汽车配备有智能电表我的电动汽车配备有智能电表和通讯功能，可以与电网协调连接，和通讯功能，可以与电网协调连接，随时实现最优化的充电模式当汽车随时实现最优化的充电模式当汽车暂停使用时，我还可以把车载电池中暂停使用时，我还可以把车载电池中的电能返销给智能电网系统的电能返销给智能电网系统 …… 以上的情景现在听起来好像不可思议，但是当以上的情景现在听起来好像不可思议，但是当“智能电智能电网网”建成后，家家户户都安装了智能电表，甚至在汽车、家建成后，家家户户都安装了智能电表，甚至在汽车、家电上也会安装上面描述的情景将成为现实电上也会安装上面描述的情景将成为现实4© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 一、智能电网是什么？一、智能电网是什么？ 智能电网被称为智能电网被称为““电网电网2.02.0””。

主要利用能够进行双向通主要利用能够进行双向通讯的智能电表，即时掌握各家各户电力消费数据信息，并据讯的智能电表，即时掌握各家各户电力消费数据信息，并据此制定阶梯电价此制定阶梯电价 用户可根据不同时间段电价的浮动情况，随时控制家电用户可根据不同时间段电价的浮动情况，随时控制家电设备智能用电，节省用电成本用户甚至可以自己生产电力设备智能用电，节省用电成本用户甚至可以自己生产电力( (太阳能等太阳能等) )，通过网络返销给电力供应商通过网络返销给电力供应商 5© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 一、智能电网是什么？一、智能电网是什么？ 电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置 6© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 一、智能电网是什么？一、智能电网是什么？ 20082008年年, ,美国科罗拉多州的波尔得市已经成为全美第一个美国科罗拉多州的波尔得市已经成为全美第一个智能电网城市，每户家庭都安装了智能电表，人们可以很直智能电网城市，每户家庭都安装了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把如洗衣服、烫衣服等较费电的观地了解当时的电价，从而把如洗衣服、烫衣服等较费电的事情安排在电价低的时间段。

事情安排在电价低的时间段 下图分别是该市冬夏两季电价变动图下图分别是该市冬夏两季电价变动图7© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 一、智能电网是什么？一、智能电网是什么？ 在中国，在中国，上海已率先实施分时电价，价格按照上海已率先实施分时电价，价格按照6 6时至时至2222时时每千瓦时每千瓦时0.610.61元，元，2222时至次日时至次日6 6时每千瓦时时每千瓦时0.300.30元计算采用元计算采用分时电价后，受益最大者当属晚间经常使用空调、电热水器分时电价后，受益最大者当属晚间经常使用空调、电热水器的居民经计算，分时计价后的电费比单一电价每天可省电的居民经计算，分时计价后的电费比单一电价每天可省电费费14.21%14.21% 右图是一个智能电网右图是一个智能电网系统给出的某家庭用电量系统给出的某家庭用电量实时分布图实时分布图 研究数据表明，如果研究数据表明，如果用户了解家庭用电信息，用户了解家庭用电信息，那么他们每月的电费一般那么他们每月的电费一般可节省可节省5%5%到到15%15% 8© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效n四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作9© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！ 智能电网被公认为是未来电网发展的最佳方法，智能电智能电网被公认为是未来电网发展的最佳方法，智能电网在欧美国家已经逐步上升到国家战略层面。

网在欧美国家已经逐步上升到国家战略层面 美国政府把发展智能电网作为国家美国政府把发展智能电网作为国家能源和经济政策的重要组成部分能源和经济政策的重要组成部分20092009年年2 2月奥巴马签署的月奥巴马签署的《《美国复苏和重新美国复苏和重新投资法投资法》》中有中有4545亿美元专门用于扶持智亿美元专门用于扶持智能电网的发展，预计十年内总计将投入能电网的发展，预计十年内总计将投入15001500亿美元这一计划将为美国创造新亿美元这一计划将为美国创造新的经济增长以及就业机会的经济增长以及就业机会 奥巴马说：奥巴马说：““现在是建设绿色能源现在是建设绿色能源高速公路的时代高速公路的时代””10© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！ 在在20092009年年哥哥本本哈哈根根国国际际气气候候大大会会上上，，中中国国宣宣布布到到20202020年年单单位位GDPGDP能能耗耗下下降降4040％％至至4545％％，，新新能能源源在在一一次次能能源源的的比比例例将将达达到到1515％％对对一一个个发发展展中中国国家家而而言言，，任任务务相相当当艰巨。

艰巨 因因此此，，能能打打通通新新能能源源发发展展瓶瓶颈颈的的智智能能电电网网将将成成为为重重点点发发展展方方向向一一位位业业内内人人士士说说：：““中中国国政政府府高高层层在在推推动动智智能能电电网网发发展展上上是是下下了了很很大大决决心心的的，，实实际际进进度度也也是是很很快快的的，，在在理理论论上上也也完完全全不不落落后后美美国国 11© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n 20092009年年5 5月月2121日日，，国国家家电电网网公公司司首首次次公公布布中中国国版版智智能能电电网计划名为网计划名为““坚强智能电网坚强智能电网””12© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！ 坚坚强强智智能能电电网网：：以以坚坚强强网网架架为为基基础础，，以以通通信信信信息息平平台台为为支支撑撑，，以以智智能能控控制制为为手手段段，，包包含含电电力力系系统统的的发发电电、、输输电电、、变变电电、、配配电电、、用用电电和和调调度度各各个个环环节节，，覆覆盖盖所所有有电电压压等等级级，，实实现现““电电力力流流、、信信息息流流、、业业务务流流””的的高高度度一一体体化化融融合合，，建建设设坚坚强强可可靠靠、、经经济济高高效效、、清清洁洁环环保保、、透透明明开开放放、、友友好好互互动动的的现现代代电电网。

网13© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！ 国家电网公司公布数据显示，在发展规划的三个阶段中国家电网公司公布数据显示，在发展规划的三个阶段中总投资预计超过总投资预计超过4 4万亿万亿n 第一阶段第一阶段(2009(2009年年-2010-2010年年) )预计投资预计投资55005500亿元；亿元；n 第二阶段第二阶段(2011(2011年年-2015-2015年年) )预计投资预计投资2 2万亿元；万亿元；n 第三阶段第三阶段(2016(2016年年-2020-2020年年) )预计投资预计投资1.71.7万亿元14© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！ 智智能能电电网网的的投投资资构构成成上上，，配配网网自自动动化化和和用用户户侧侧系系统统将将占占40%40%，，智智能能变变电电站站占占20%20%、、智智能能调调度度占占15%15%、、柔柔性性输输电电系系统统（（含含清洁能源接入侧设备）占清洁能源接入侧设备）占10%10%，其他投资占，其他投资占15%15%。

以以此此数数据据粗粗略略推推算算，，电电网网建建造造过过程程中中，，智智能能化化方方面面的的投投资资将将达达每每年年660660亿亿元元-680-680亿亿元元，，以以20202020年年建建成成统统一一的的““坚坚强强智智能能电电网网””的的规规划划时时限限为为基基准准，，智智能能化化方方面面的的投投资资最最少少将将达达72607260亿元 智智能能电电网网是是未未来来中中国国电电网网新新的的投投资资方方向向，，将将成成为为新新能能源源、、新技术、新材料的综合应用平台，拉动相关产业需求新技术、新材料的综合应用平台，拉动相关产业需求15© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！ 正正像像美美国国前前副副总总统统戈戈尔尔所所说说，，““就就像像互互联联网网的的推推出出引引发发了了强强大大的的信信息息经经济济问问世世一一样样，，电电力力网网络络或或智智能能电电网网的的开开发发将将促促使使动动态态、、全全新、可再生能源经济的诞生新、可再生能源经济的诞生 建造智能电网将为消费者提供更好的减少能源消耗的路建造智能电网将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径；将为整个社会节约成本、降低温室气体排放，促进绿径；将为整个社会节约成本、降低温室气体排放，促进绿色经济占统治地位。

色经济占统治地位16© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 二、智能电网：低碳经济的支柱产业！ 智智能能电电网网和和清清洁洁能能源源可可能能成成为为第第四四次次工工业业革革命命的的开开始始，，是是低碳经济的支柱产业低碳经济的支柱产业17© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效三、智能电网的功效n四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作18© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 三、智能电网的功效 智能电网的功效有以下五个方面：智能电网的功效有以下五个方面： 1.1.智能电网能够实现双向互动的智能传输数据，实行动智能电网能够实现双向互动的智能传输数据，实行动态的浮动电价制度；态的浮动电价制度； 2. 2. 智能电网可以利用传感器对发电、输电、配电、供电智能电网可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，能够在不等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理；个电力系统运行的优化管理；19© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 三、智能电网的功效 3.3.智能电网能够将新型可替代能源接入电网，比如太阳智能电网能够将新型可替代能源接入电网，比如太阳能、风能、地热能等，实现分布式能源管理；能、风能、地热能等，实现分布式能源管理； 4. 4. 智能电网可以提高供电效率，减少能量损耗，改善供智能电网可以提高供电效率，减少能量损耗，改善供电质量，满足电网商业化运转需要；电质量，满足电网商业化运转需要； 5.5.智能电表可以作为互联网路由器，推动电力部门以其智能电表可以作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进行通信、宽带业务或传播电视信号。

终端用户为基础，进行通信、宽带业务或传播电视信号20© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 三、智能电网的功效 美美国国西西北北太太平平洋洋国国家家实实验验室室对对家家庭庭利利用用智智能能电电网网技技术术监监控控和和调调整整家家中中能能耗耗的的情情况况进进行行了了调调查查结结果果表表明明，，家家庭庭用用户户每年的电费平均降低了每年的电费平均降低了10%10% 智智能能电电网网每每年年能能够够将将公公用用电电网网高高峰峰负负载载降降低低15%15%，，这这相相当当于于超超过过100100千千兆兆瓦瓦时时的的电电量量而而为为了了获获取取这这些些电电量量，，在在美美国国未未来来2020年年内内就就需需要要建建设设100100座座、、各各为为20002000兆兆瓦瓦装装机机容容量量的大型燃煤发电厂的大型燃煤发电厂 此此举举将将节节省省新新电电厂厂和和电电网网投投资资达达20002000亿亿美美元元，，相相当当于于减减少少了了30003000万路面行驶车辆万路面行驶车辆21© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效n四、智能电网的特征四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作22© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征 智智能能电电网网的的本本质质就就是是能能源源替替代代和和兼兼容容利利用用，，建建立立在在集集成成的的、、高高速速双双向向通通信信网网络络的的基基础础上上，，容容许各种不同发电形式的接入。

许各种不同发电形式的接入 以以信信息息化化、、数数字字化化、、自自动动化化、、互动化为特征互动化为特征23© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 1.1.智能电网是自愈电网智能电网是自愈电网 从本质上讲，自愈就是智能电网的从本质上讲，自愈就是智能电网的““免疫系统免疫系统””自愈电网进行连续不断的自我评估，以预测电网可能出现的电网进行连续不断的自我评估，以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正确保电网的可靠性、安全性、电能质量和加以控制或纠正确保电网的可靠性、安全性、电能质量和效率 24© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 2.2.智能电网激励和包括用户智能电网激励和包括用户 从智能电网的角度来看，用户的需求完全是另一种可管理从智能电网的角度来看，用户的需求完全是另一种可管理的资源，它将有助于平衡供求关系，确保系统的可靠性；的资源，它将有助于平衡供求关系，确保系统的可靠性； 从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参与电网的运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而与电网的运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而获得实实在在的好处。

获得实实在在的好处 25© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 3.3.智能电网将抵御攻击智能电网将抵御攻击 智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应无论是应对自然灾害、外力破坏还是敌对攻击，智能电网将无论是应对自然灾害、外力破坏还是敌对攻击，智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力，以尽量减少和减轻对社会经展示被攻击后快速恢复的能力，以尽量减少和减轻对社会经济发展的影响济发展的影响26© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 4.4.智能电网提供满足智能电网提供满足2121世纪用户需求的电能质量世纪用户需求的电能质量 智能电网支持电能分级，电能质量的分级可以从智能电网支持电能分级，电能质量的分级可以从““标准标准””到到 ““优质优质””，取决于消费者的需求它将在一个合理的价，取决于消费者的需求。

它将在一个合理的价格水平上平衡负载的敏感度与供电的电能质量，满足用户对格水平上平衡负载的敏感度与供电的电能质量，满足用户对不同电能质量水平的需求不同电能质量水平的需求 27© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 5.5.智能电网将减轻来自输配电系统中的电能质量事件智能电网将减轻来自输配电系统中的电能质量事件 通过先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊通过先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案 智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，采取技术和管理手路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，采取技术和管理手段，使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影段，使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响 28© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 6.6.智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。

智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入 智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统，类似于能系统接入系统，类似于““即插即用即插即用”” 各种不同容量的发电和储能在所有的电压等级上都可以各种不同容量的发电和储能在所有的电压等级上都可以互联，如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动互联，如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池等分布式电源的接入可以减少对外来能力汽车和燃料电池等分布式电源的接入可以减少对外来能源的依赖，提高抗风险能力源的依赖，提高抗风险能力 29© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 7.7.智能电网将使电力市场蓬勃发展智能电网将使电力市场蓬勃发展 在智能电网中，先进的设备和广泛的通信系统在每个时在智能电网中，先进的设备和广泛的通信系统在每个时间段内支持市场的运作，并为市场参与者提供了充分的数据。

间段内支持市场的运作，并为市场参与者提供了充分的数据 用户通过实时报价来感受到价格的增长从而将降低电力用户通过实时报价来感受到价格的增长从而将降低电力需求，推动成本更低的解决方案出台，并促进新技术的开发需求，推动成本更低的解决方案出台，并促进新技术的开发30© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 四、智能电网的特征n 智能电网具有智能电网具有8 8个特征：个特征： 8.8.智能电网优化其资产应用，使运行更加高效智能电网优化其资产应用，使运行更加高效 　　智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的状态　　智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的状态监测，以获取设备的运行状态，在最恰当的时间给出需要维监测，以获取设备的运行状态，在最恰当的时间给出需要维修设备的信号，实现设备的状态检修，使设备运行在最佳状修设备的信号，实现设备的状态检修，使设备运行在最佳状态 最佳的容量、最佳的状态和最佳的运行将大大降低电网运最佳的容量、最佳的状态和最佳的运行将大大降低电网运行的费用，电网建设投资将得到更为有效的管理行的费用，电网建设投资将得到更为有效的管理。

31© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效n四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作32© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术 电网由于增加了电网由于增加了““智能智能””二字而进一步加深了与电子信二字而进一步加深了与电子信息产业的联系，它将给信息产业带来新的发展契机智能电息产业的联系，它将给信息产业带来新的发展契机智能电网核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化网核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化 智能电网解决方案主要包括以下几个方面：智能电网解决方案主要包括以下几个方面： 1.1.通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；通过传感器连接资产和设备提高数字化程度； 2.2.完善的数据的整合体系和数据的收集体系；完善的数据的整合体系和数据的收集体系； 3.3.强大的分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分强大的分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。

析，以优化运行和管理33© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术 智能电网可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的智能电网可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连由此可以优化电网的管理，将电网终端与电网的无缝互连由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，提高整个电网的可靠性、可用提升为互动运转的全新模式，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率性和综合效率 从技术上讲，智能电网应是最先进的通讯、从技术上讲，智能电网应是最先进的通讯、ITIT、能源、、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果对于推动新技术革命具有直接的综合效果34© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n 智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面：智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面： 1.1.通信技术通信技术 　　建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电　　建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，通信系统是迈向智能电网的第一步。

法实现，通信系统是迈向智能电网的第一步 同时，通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就同时，通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络形成了两张紧密联系的网络——电网和通信网络电网和通信网络35© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术 在在通信技术通信技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注：领域主要有两个方面的技术需要重点关注： （（1）开放的通信架构：）开放的通信架构： 它形成一个它形成一个“即插即用即插即用”的环境，使电网元件之间能够的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信；进行网络化的通信； （（2）统一的技术标准：）统一的技术标准： 它能使所有的传感器、智能电子设备以及应用系统之间它能使所有的传感器、智能电子设备以及应用系统之间实现无缝的通信，实现设备和设备之间、设备和系统之间、实现无缝的通信，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能系统和系统之间的互操作功能 因此，电网公司、设备制造企业以及标准制定机构必须因此，电网公司、设备制造企业以及标准制定机构必须通力合作，才能实现通信系统的互联互通。

通力合作，才能实现通信系统的互联互通36© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n 智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面：智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面： 2.2.量测技术量测技术 　　参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数　　参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用它们评估电网设备的健康状况和电网的完整各个方面使用它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户性，进行表计的读取、防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户沟通 对于电网公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员对于电网公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、相位关系、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。

和预测等数据37© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n 智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面：智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面： 3.3.控制技术控制技术 　　先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态　　先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法这些技术将提供对输电、配电和能质量扰动的装置和算法这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功 　　先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，　　先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动这样所执在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动这样所执行的行动将在秒一级水平上，这一特性将极大地提高电网的行的行动将在秒一级水平上，这一特性将极大地提高电网的可靠性38© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n 智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面：智能电网的信息技术解决方案主要包括四个方面： 4.4.信息安全技术信息安全技术 随着信息技术融入电力网，随着信息技术融入电力网，“信息网络信息网络”的安全直接关的安全直接关系到电力网的安全；智能电网的发展使电力系统的系到电力网的安全；智能电网的发展使电力系统的“信息网信息网络络”已从已从“大型的、封闭大型的、封闭”的网络转换成的网络转换成“超大型的、半封超大型的、半封闭闭”的网络。

智能电网的边界，已经无法靠物理和人为手段的网络智能电网的边界，已经无法靠物理和人为手段来控制；必须采取专门的信息安全技术来保护来控制；必须采取专门的信息安全技术来保护 　　　　39© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术 ““智智能能电电网网””战战略略目目标标的的实实施施, ,需需要要各各种种尖尖端端技技术术的的融融合合,,,,其其中中信信息息技技术术将将是是““智智能能电电网网””实实施施的的重重要要保保障障, , 是是建建设设统统一一坚坚强强智智能能电电网网的的重重要要基基础础条条件件其其实实质质意意义义已已经经超超越越““供电网络供电网络””本身 可可以以预预期期, ,““智智能能电电网网””将将对对集集成成电电路路技技术术、、软软件件技技术术、、通通信信技技术术、、网网络络和和信信息息安安全全技技术术、、存存储储技技术术、、测测量量仪仪器器技技术术等等技技术术领领域域提提出出更更高高要要求求，，同同时时推推动动我我国国在在这这些些信信息息技技术术领领域的核心能力得到进一步提高域的核心能力得到进一步提高。

40© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术 ITIT巨头与半导体大厂都已经积极投身在智能电网中英巨头与半导体大厂都已经积极投身在智能电网中英特尔已经与国家电网公司建立了联合实验室，整合高性能计特尔已经与国家电网公司建立了联合实验室，整合高性能计算与嵌入式技术，采用英特尔架构服务器进行电网建模和模算与嵌入式技术，采用英特尔架构服务器进行电网建模和模拟，来实现网络隔离与发电站自动化拟，来实现网络隔离与发电站自动化 思科提出要让电网插上思科提出要让电网插上IPIP的智能翅膀思科要为电力企的智能翅膀思科要为电力企业提供一个端到端的智能电网解决方案首先完成电网业提供一个端到端的智能电网解决方案首先完成电网IPIP化，化，实现互联互通在实现互联互通在IPIP化的基础上，实现基于标准的互动操作化的基础上，实现基于标准的互动操作41© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n 恩智浦半导体提供多样化的产品线满足电力系统领域对恩智浦半导体提供多样化的产品线满足电力系统领域对各种电子元器件的需求，目前他们的产品主要使用在电力终各种电子元器件的需求，目前他们的产品主要使用在电力终端、负控、集抄以及单相端、负控、集抄以及单相/ /三相电表中。

三相电表中 n NECNEC电电子子推推出出了了智智能能电电表表专专用用芯芯片片不不仅仅使使用用了了高高速速、、高高精精度度的的2424位位⊿⊿ΣΣ型型ADAD转转换换器器，，还还内内置置了了具具有有校校准准功功能能及及电电能能计计量量的的专专用用电电路路，，实实现现日日本本、、欧欧洲洲、、中中国国等等电电表表标标准准规规定定的的有有功功电电能能测测量量该该产产品品还还具具有有检检测测停停电电及及电电流流电电压压峰峰值值的的电电能能品品质质检检测测、、以以及及防防止止篡篡改改累累计计电电量量的的““防防篡篡改改电电路路””等等功能，用单封装的形式实现了智能电表所需的基本功能功能，用单封装的形式实现了智能电表所需的基本功能42© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效n四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作43© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 智能电网的运转离不开用电单位的实时用电数据，基于智能电网的运转离不开用电单位的实时用电数据，基于微处理器的智能电表除了可以计量每天不同时段电力的使用微处理器的智能电表除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。

费费率，并通知用户实施什么样的费率政策 更高级的智能电表允许用户自行根据费率政策，编制时更高级的智能电表允许用户自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略间表，自动控制用户内部电力使用的策略44© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 具有数据采集和双向通讯功能的智能电表是智能电网的具有数据采集和双向通讯功能的智能电表是智能电网的耳目和口舌把数据上传下达的通讯接入系统是智能电网的耳目和口舌把数据上传下达的通讯接入系统是智能电网的中枢神经从发电站到电网、到变电站、再到用户，通过智中枢神经从发电站到电网、到变电站、再到用户，通过智能网关构成的智能电网将形成一条价值链能网关构成的智能电网将形成一条价值链 业业内内通通常常把把完完成成发发电电- -输输电电- -配配电电功功能能的的设设备备叫叫做做一一次次设设备备，，如如发发电电机机，，断断路路器器，，电电流流电电压压互互感感器器，，变变压压器器，，避避雷雷器器等；等； 而而把把对对一一次次设设备备进进行行控控制制，，保保护护作作用用的的设设备备叫叫做做二二次次设设备备，，如如测测量量仪仪表表、、继继电电器器、、操操作作开开关关、、按按钮钮、、自自动动控控制制设设备备、、计算机、信号设备等。

计算机、信号设备等 45© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 观察目前的发展态势，智能电表和二次设备将成为这条观察目前的发展态势，智能电表和二次设备将成为这条价值链中最早部署的环节，在美国和欧洲的一些国家，智能价值链中最早部署的环节，在美国和欧洲的一些国家，智能电表配置被提到了发展的第一步电表配置被提到了发展的第一步 目前全球大约有目前全球大约有2525亿台电表，中国现有亿台电表，中国现有1.71.7亿台电表，其亿台电表，其中大多数为机械式电表中大多数为机械式电表46© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 据据《《中国智能互动电网发展战略报告中国智能互动电网发展战略报告》》中预计，中预计，20092009年年起，仅中国需要更换智能电表约起，仅中国需要更换智能电表约30003000万块～万块～50005000万块，预计万块，预计在设备采购中，智能电表每年可达到在设备采购中，智能电表每年可达到5656亿元的规模智能电亿元的规模智能电表有可能成为智能电网投资中最大的赢家。

表有可能成为智能电网投资中最大的赢家 47© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 此此外，实现智能电表接入的高速、双向、实时、集成的外，实现智能电表接入的高速、双向、实时、集成的通信系统也在建设中据统计，国家电网公司已建成通信系统也在建设中据统计，国家电网公司已建成6 6～～3535千千伏配电网线路共计伏配电网线路共计16.0616.06万条，总长万条，总长164.85164.85万公里 国家电网公司范围内的国家电网公司范围内的1313个网省经过多年建设，内部通信个网省经过多年建设，内部通信网络已实现了传输媒介光纤化，业务承载网络化，运行监视网络已实现了传输媒介光纤化，业务承载网络化，运行监视和管理正在逐步实现信息化和自动化和管理正在逐步实现信息化和自动化 48© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 下图是国家电网公司现有和在建骨干光纤网络分布图下图是国家电网公司现有和在建骨干光纤网络分布图：：49© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 在城市电网建设中，沿着在城市电网建设中，沿着1010千伏配电线路的转接分支线，千伏配电线路的转接分支线，电网建设中同步架设光纤网，覆盖了电网建设中同步架设光纤网，覆盖了8080％的专变用户。

％的专变用户 而进入城市小区的而进入城市小区的““最后最后1 1千米接入千米接入””问题，由于涉及挖问题，由于涉及挖沟、开路等工作，铺设光纤成本很高沟、开路等工作，铺设光纤成本很高 因此这部分接入通常因此这部分接入通常采用采用GPRSGPRS、、CDMACDMA、、PSTNPSTN、电力线载波（、电力线载波（PLCPLC）、）、485485总线、总线、230Mhz230Mhz无线专网等多种方式无线专网等多种方式 50© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 下图为常见的几种终端用户智能电表接入方式：下图为常见的几种终端用户智能电表接入方式：51© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 下图是智能电表常用接入方式的特点：下图是智能电表常用接入方式的特点：52© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 下图是目前智能电表主要接入方式使用比例图：下图是目前智能电表主要接入方式使用比例图： 53© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 智能电表典型接入系统如下图：智能电表典型接入系统如下图： 居居民民用用户户的的用用电电数数据据由由电电表表通通过过RS485RS485等等方方式式连连接接到到位位于于小小区区中心的电表集中器。

中心的电表集中器 电电表表集集中中器器再再将将电电表表数数据据经经过过协协议议封封装装后后通通过过GPRSGPRS、、电话线线等等方方式式传传送送至至配配电电数数据据中中心心，，实实现现智智能能电电表表数数据据和和数数据据中中心心系系统统的实时连接的实时连接54© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式n目前智能电表接入系统的常用方案： 电力载波电力载波载波电表载波电表预付费电表预付费电表RS-485通讯通讯电力载波电力载波RS-485通讯通讯无线通讯无线通讯多功能电表多功能电表采集器采集器集中器集中器集中器集中器55© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 下下 面面 以以 GPRSGPRS远远程程抄抄表表系系统统为为例例，，说说明明接接入入系系统统的的设设备和连接方式备和连接方式 GPRSGPRS远远 程程 抄抄 表表系系统统由由电电度度表表、、带带GPRSGPRS通通讯讯模模块块的的采采集集器器和和服服务务器器三三部部分组成 56© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 1.1.电度表：计量并显示用户的用电情况，将用电信息传电度表：计量并显示用户的用电情况，将用电信息传输到采集器。

输到采集器n 居民用户电表：单相静止式（电子式）电度表，具有光居民用户电表：单相静止式（电子式）电度表，具有光耦脉冲输出功能耦脉冲输出功能n 大集团用户电表：实现电能量的计量和功率因数、电压、大集团用户电表：实现电能量的计量和功率因数、电压、电流、频率等参数的测量具有电流、频率等参数的测量具有RS-485RS-485通讯接口通讯接口57© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 2.2.采集器：收集电表数据传送到数据中心，它连接主站采集器：收集电表数据传送到数据中心，它连接主站和电度表主站与采集器采用和电度表主站与采集器采用GPRSGPRS网络作为通信介质，距离网络作为通信介质，距离不受限制不受限制n 居民采集器：具有居民采集器：具有2424个个I/OI/O口，可带口，可带2424户电度表；采集户电度表；采集器与电表之间采用双芯多股线，传输距离器与电表之间采用双芯多股线，传输距离≤≤500500米；米；n 大集团用户采集器：最多接大集团用户采集器：最多接255255块电表，带一个与智能块电表，带一个与智能电表通讯的电表通讯的RS-485RS-485接口，距离接口，距离≤≤500500米。

米58© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 六、智能电表及其接入方式 3.3.主主站站：：运运行行集集中中抄抄表表系系统统的的计计算算机机服服务务器器称称，，主主站站通通过过GPRSGPRS网网络与采集器相连络与采集器相连 主主站站要要配配置置一一个个固固定定的的IPIP地地址址和和互互联联网网出出口59© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效n四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作60© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 智智能能电电网网技技术术从从根根本本上上覆覆盖盖现现有有的的电电力力网网络络管管理理系系统统，，打打开开了了能能源源保保护护和和有有效效操操作作可可能能性性世世界界的的大大门门但但是是智智能能电电网网也也给给的的黑黑客客创创造造了了巨巨大大的的机机会会。

不不安安全全的的智智能能电电网网技技术术将将会给黑客提供他们所附属的快速通道会给黑客提供他们所附属的快速通道61© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 智智能能电电表表的的接接入入方方式式多多种种多多样样，，如如光光纤纤、、GPRSGPRS、、PSTNPSTN、、电电力力线线通通信信（（PLCPLC））、、485485总总线线、、230Mhz230Mhz无无线线专专网网等等，，物物理理传传输输通通道道涉涉及及用用户户居居所所、、楼楼宇宇、、小小区区、、移移动动电电信信运运营营商商、、无无线线通通讯讯空空间间等等每每种种接接入入方方式式，，每每个个物物理理传传输输通通道道都都隐隐藏藏着着被被攻攻击击的的隐隐患患攻攻击击者者有有可可能能在在其其中中任任何何一一个个位位置置截截取取数数据据，，甚至非法篡改甚至非法篡改62© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 智能电网的技术创新点是：智能电网的技术创新点是： 1.1.将将““信息网络信息网络””融入到传统电网；融入到传统电网； 2.2.将电力的将电力的““信息网络信息网络””延伸到每个电力供应商；延伸到每个电力供应商； 3.3.将电力的将电力的““信息网络信息网络””延伸到每家每户延伸到每家每户 。

可以想见，当电力的可以想见，当电力的““信息网络信息网络””延伸后，使得内网的延伸后，使得内网的隔离变得非常困难；可能带来大量的非法接入和非法外联，隔离变得非常困难；可能带来大量的非法接入和非法外联，造成更多网络安全隐患造成更多网络安全隐患 63© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 因为电力的因为电力的““信息网络信息网络””不仅向千家万户传送用电价格，不仅向千家万户传送用电价格，采集用电信息，甚至会反过来向每家每户购电显然对电力采集用电信息，甚至会反过来向每家每户购电显然对电力的的““信息网信息网””的攻击将会比对互联网的攻击具有更为巨大的的攻击将会比对互联网的攻击具有更为巨大的经济利益可以预计，黑客攻击的数量、范围和技术含量将经济利益可以预计，黑客攻击的数量、范围和技术含量将会更大更高会更大更高 在智能电网规划阶段，必须将满足电网性能、保证电网在智能电网规划阶段，必须将满足电网性能、保证电网安全放在第一位安全放在第一位64© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 智能电网的网络安全解决方案通常有：智能电网的网络安全解决方案通常有： 保护网络边界；保护网络边界； 防止非法接入和外联；防止非法接入和外联； 细化安全域，缩小风险范围；细化安全域，缩小风险范围； 细粒度控制访问权限和安全域之间的横向集成等。

细粒度控制访问权限和安全域之间的横向集成等 除除这这些些措措施施以以外外，，智智能能电电网网信信息息安安全全中中一一个个非非常常重重要要的的内内容容是是必必须须确确保保双双向向传传送送的的数数据据安安全全，，即即把把数数据据的的正正确确性性、、保密性、防复制，防篡改，防抵赖成为信息安全的关键指标保密性、防复制，防篡改，防抵赖成为信息安全的关键指标 确确定定强强而而有有效效的的加加密密算算法法和和加加密密体体系系，，制制定定智智能能电电网网信信息安全标准已刻不容缓息安全标准已刻不容缓65© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 从从当当前前互互联联网网上上病病毒毒木木马马泛泛滥滥，，杀杀毒毒软软件件防防不不胜胜防防的的现现实实可可以以预预知知，，由由于于对对智智能能电电网网的的攻攻击击将将可可获获得得更更大大更更直直接接的的经经济济利利益益，，攻攻击击的的数数量量和和程程度度将将会会更更大大更更广广如如果果没没有有严严密密的防范手段，将会导致电网的严重损失，甚至引发网络崩溃的防范手段，将会导致电网的严重损失，甚至引发网络崩溃。

所所以以，，智智能能电电网网建建设设不不但但必必须须采采用用安安全全加加密密措措施施，，而而且且应选用比普通互联网应用更坚强更可靠的安全加密体系应选用比普通互联网应用更坚强更可靠的安全加密体系 66© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 由由于于智智能能电电网网用用的的户户数数量量多多，，范范围围广广，，网网络络建建设设和和使使用用周周期期长长对对安安全全加加密密算算法法和和加加密密体体系系的的选选择择必必须须有有足足够够的的前前瞻性 否否则则，，随随着着技技术术的的飞飞速速进进步步，，黑黑客客攻攻击击和和破破解解的的能能力力不不断断提提升升，，原原来来安安全全的的加加密密算算法法和和手手段段可可能能会会瞬瞬间间变变得得不不堪堪一一击击此此时时，，再再想想更更换换已已经经布布设设的的巨巨大大数数量量的的智智能能电电表表、、采采集集器，将会非常困难，甚至面临电网瘫痪的窘境器，将会非常困难，甚至面临电网瘫痪的窘境 67© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 我们可以参考近期两个应用范围非常大的加密体系被攻我们可以参考近期两个应用范围非常大的加密体系被攻破的例子。

破的例子 1. Mifare11. Mifare1卡安全算法被攻破卡安全算法被攻破 在在20082008年，一个消息的传出震年，一个消息的传出震惊了整个惊了整个ICIC卡行业德国和美国的卡行业德国和美国的研究人员成功地破解了研究人员成功地破解了NXPNXP公司公司（原（原PHILIPSPHILIPS公司）的公司）的Mifare1Mifare1卡的卡的安全算法安全算法68© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 MifareMifare系列产品是系列产品是NXPNXP公司公司的非接触式的非接触式ICIC卡，属于逻辑加卡，属于逻辑加密卡，依靠内置硬件逻辑电路密卡，依靠内置硬件逻辑电路实现安全认证和保护实现安全认证和保护 它采用了一种它采用了一种NXPNXP特有且不特有且不公开的加密算法来完成认证和公开的加密算法来完成认证和加解密运算并对通讯协议和加解密运算并对通讯协议和加密认证机制严格保密，加密认证机制严格保密，NXPNXP认认为从这里进行破解难度很大为从这里进行破解难度很大然而不幸的是，最终这个算法然而不幸的是，最终这个算法和机制还是被破解了。

和机制还是被破解了69© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 研究人员找出了算法和通讯协议中的漏洞，轻易地通研究人员找出了算法和通讯协议中的漏洞，轻易地通过几十次试探攻击（约过几十次试探攻击（约40ms40ms）就能够获得一张卡片的所有）就能够获得一张卡片的所有密钥，使密钥，使Mifare1Mifare1卡的安全策略形同虚设卡的安全策略形同虚设 Mifare1Mifare1卡主要用于门禁系统访问控制、小额支付等，卡主要用于门禁系统访问控制、小额支付等，应用范围已覆盖全球国内发行的这种卡，约有几亿张在应用范围已覆盖全球国内发行的这种卡，约有几亿张在投入使用，应用包括门禁、餐饮、公交、高速公路收费等投入使用，应用包括门禁、餐饮、公交、高速公路收费等70© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 Mifare1Mifare1卡被破解的消息被披露以来，一石激起千层浪卡被破解的消息被披露以来，一石激起千层浪工业和信息化部对此专门发布了工业和信息化部对此专门发布了《《关于做好应对部分关于做好应对部分ICIC卡出卡出现严重安全漏洞工作的通知现严重安全漏洞工作的通知》》，各地红头文件相继做出快速，各地红头文件相继做出快速反应，有的部门甚至发文明令禁止使用反应，有的部门甚至发文明令禁止使用Mifare1Mifare1卡。

众多卡众多MifareMifare的用户开始担心自己系统的安全，运营单位不得不面的用户开始担心自己系统的安全，运营单位不得不面临大量换卡的尴尬境地临大量换卡的尴尬境地71© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 2. 2. 全球移动通信系统全球移动通信系统(GSM)(GSM)加密算法被攻破加密算法被攻破 在在20092009年年1212月月3030日闭幕的日闭幕的““电脑捣乱者俱乐部电脑捣乱者俱乐部””年会上，年会上，一位年仅一位年仅2828岁的德国计算机高手宣布：他与一些密码破译行岁的德国计算机高手宣布：他与一些密码破译行家联手破解了全球移动通信系统家联手破解了全球移动通信系统(GSM)(GSM)的加密算法，破解代码的加密算法，破解代码已经上传至文件共享网站供下载通过破解表，外加一个专已经上传至文件共享网站供下载通过破解表，外加一个专用软件、一根天线、一套硬件，就可以实时破解密码用软件、一根天线、一套硬件，就可以实时破解密码 国内一位密码专家分析说，国内一位密码专家分析说，““他破解他破解GSMGSM加密算法的方式，加密算法的方式，类似于穷举法。

类似于穷举法GSMGSM系统的加密算法被破解，主要原因是其系统的加密算法被破解，主要原因是其采用的采用的6464位加密技术太简单和过时位加密技术太简单和过时72© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 GSMGSM最初开发于最初开发于19881988年目前，包括中国移动和中国联年目前，包括中国移动和中国联通在内的全球通在内的全球80%80%约约3535亿部在使用这一技术其中，中国亿部在使用这一技术其中，中国移动的移动的GSMGSM用户在用户在20082008年就达到了年就达到了3.83.8亿 GSMGSM被称为世界上最为安全的通信技被称为世界上最为安全的通信技术之一，它在用户身份认证、用户权限和术之一，它在用户身份认证、用户权限和语音通信过程中都设置了密码例如，语音通信过程中都设置了密码例如，GSMGSM网的用户鉴权中心在用户每次使用时，网的用户鉴权中心在用户每次使用时，会对用户的身份进行鉴别，以防止未注册会对用户的身份进行鉴别，以防止未注册的用户介入网络运营商也会对语音通信的用户介入网络运营商也会对语音通信进行加密。

进行加密 73© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 但但GSMGSM采用的加密技术是在采用的加密技术是在2020年前设计的，对当时的计算年前设计的，对当时的计算机来说，虽然不可能用机来说，虽然不可能用““穷举法穷举法””来将其破解，但随着计算来将其破解，但随着计算机运行速度和存储空间的迅猛发展，原来需要几年、甚至十机运行速度和存储空间的迅猛发展，原来需要几年、甚至十几年才能完成的运算，现在可能几秒钟内就可完成几年才能完成的运算，现在可能几秒钟内就可完成 支付和银行出现，使手支付和银行出现，使不再是一个简单的语音通信设备，机不再是一个简单的语音通信设备，而是成了一个功能强大的智能终端而是成了一个功能强大的智能终端 用户通话或使用支付的过程中，用户通话或使用支付的过程中，储存在储存在SIMSIM卡中的机主身份信息都会卡中的机主身份信息都会发至运营商，进行身份认证和权限认发至运营商，进行身份认证和权限认证74© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 一旦认证的加密算法被破解，不法一旦认证的加密算法被破解，不法分子利用工具就会从中截获机主与运营分子利用工具就会从中截获机主与运营商之间的确认信息，从而在不用获取手商之间的确认信息，从而在不用获取机SIMSIM卡的情况下，非法获取储存在卡的情况下，非法获取储存在SIMSIM卡中的机主身份信息。

这样，不法分子卡中的机主身份信息这样，不法分子就可以克隆出就可以克隆出SIMSIM卡，不但可以盗打电卡，不但可以盗打，甚至冒充机主进行支付和消费话，甚至冒充机主进行支付和消费 如果破解技术广泛传播，数以亿计如果破解技术广泛传播，数以亿计的用户的隐私和经济利益瞬间被暴露在的用户的隐私和经济利益瞬间被暴露在攻击者的火力范围内，毫无防范之力攻击者的火力范围内，毫无防范之力75© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 七、智能电网与信息安全 智能电网是一项涉及千家万户，影响国计民生的重要发智能电网是一项涉及千家万户，影响国计民生的重要发展计划，使用范围将比展计划，使用范围将比Mifare1Mifare1或是或是GSMGSM系统更大更广因此系统更大更广因此系统的安全性将更为重要，如果出现类似以上两系统加密体系统的安全性将更为重要，如果出现类似以上两系统加密体系被攻破的事件，造成损失将会更大更广，甚至是灾难性的系被攻破的事件，造成损失将会更大更广，甚至是灾难性的76© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 目目 录录n一、智能电网是什么？n二、智能电网：低碳经济的支柱产业！n三、智能电网的功效n四、智能电网的特征n五、智能电网的核心是信息技术n六、智能电表及其接入方式n七、智能电网的信息安全n八、智能电网信息安全解决方案八、智能电网信息安全解决方案n九、天一集成公司的工作77© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 先看一个智能电网在家庭应用的典型方案：先看一个智能电网在家庭应用的典型方案： 见下页图：见下页图：78© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案n 配配电电室室用用户户家家庭庭供供电电公公司司智能电表智能电表智能插座智能插座智能电网家庭应用示意图智能电网家庭应用示意图n通过智能交互终端，用户可设置用电通过智能交互终端，用户可设置用电策略，充分利用优惠电价。

策略，充分利用优惠电价n智能电表通过智能插座实现控制家中智能电表通过智能插座实现控制家中空调、热水器、电饭煲、洗衣机等空调、热水器、电饭煲、洗衣机等n太阳能电池发出的电力也通过智能电太阳能电池发出的电力也通过智能电表接入电网表接入电网n支持无线读取水表、气表信息支持无线读取水表、气表信息太阳能电池太阳能电池交互终端交互终端n用户用电数据通过电力载波用户用电数据通过电力载波PLCPLC转送到配电室的集中器，再通转送到配电室的集中器，再通过光纤上送供电公司主站过光纤上送供电公司主站集中器集中器主站主站79© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 每家每户的智能电表是一个重要的信息终端，要与小区每家每户的智能电表是一个重要的信息终端，要与小区配电室集中器之间双向传送不同时间段的电价、用电量、向配电室集中器之间双向传送不同时间段的电价、用电量、向电网售电量，甚至水表、气表数据等电网售电量，甚至水表、气表数据等 集中器则需汇总小区各用户相关数据，上送供电公司主集中器则需汇总小区各用户相关数据，上送供电公司主站，同时下传主站送小区住户的信息。

站，同时下传主站送小区住户的信息 此外，用户通过银行等代售网点购电后，购电量需通过此外，用户通过银行等代售网点购电后，购电量需通过银行送到供电公司主站，再通过集中器下发到用户智能电表银行送到供电公司主站，再通过集中器下发到用户智能电表中 智能电表与集中器之间，集中器与主站之间的数据传输，智能电表与集中器之间，集中器与主站之间的数据传输，主站与银行之间都必须有严谨的数据加密传输方案，并选用主站与银行之间都必须有严谨的数据加密传输方案，并选用高强度的加密算法高强度的加密算法80© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案用户、供电公司与银行之间的数据传输拓扑图用户、供电公司与银行之间的数据传输拓扑图银行端银行端电网账务系统电网账务系统用户端用户端通讯系统通讯系统电网管理中心电网管理中心81© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 安全方案的架构安全方案的架构 智能电网数据传输系统的安全方案由中心安全服务器和智能电网数据传输系统的安全方案由中心安全服务器和增加了密码算法芯片的智能电表两部分组成。

增加了密码算法芯片的智能电表两部分组成n中心安全服务器中心安全服务器 中心安全服务器与系统通过以太网连接，通讯协议为中心安全服务器与系统通过以太网连接，通讯协议为TCP协议，中心安全服务器为服务端接收请求，进行相关操协议，中心安全服务器为服务端接收请求，进行相关操作后返回结果作后返回结果n智能电表智能电表 增加了密码算法芯片的智能电表通过载波通讯方式与集增加了密码算法芯片的智能电表通过载波通讯方式与集中器进行通讯，实现集中抄表和安全充值中器进行通讯，实现集中抄表和安全充值82© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 系统安全方案：系统安全方案： 智能电表存放密码算法私钥，智能电表存放密码算法私钥，中心安全服务器利用基于中心安全服务器利用基于ID的密钥生成技术，只需存储系统密钥，可达到其它系统存的密钥生成技术，只需存储系统密钥，可达到其它系统存储用户大量公钥表同样的效果储用户大量公钥表同样的效果 中心下发的数据用公钥签名，送到智能电表后用私钥验中心下发的数据用公钥签名，送到智能电表后用私钥验证通过后使用。

智能电表上传的数据用私钥签名，送达中心证通过后使用智能电表上传的数据用私钥签名，送达中心后用公钥验证后使用保证数据的防抵赖，防篡改后用公钥验证后使用保证数据的防抵赖，防篡改 上送下发的数据使用上送下发的数据使用SM1算法加密传送，保证数据的私算法加密传送，保证数据的私密性83© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 加密算法选择：加密算法选择： 基于智能电网信息传送的不可伪造性和安全性考虑，公基于智能电网信息传送的不可伪造性和安全性考虑，公钥算法是其必然选择，而公钥算法有钥算法是其必然选择，而公钥算法有RSARSA和和ECCECC（椭圆曲线）（椭圆曲线）两种算法可供选择两种算法可供选择RSARSA算法的知识产权归美国所有而算法的知识产权归美国所有而ECCECC公钥算法不存在知识产权问题，因此，我国的公钥算法不存在知识产权问题，因此，我国的WAPIWAPI算法标准算法标准和中国公钥算法标准都采用了和中国公钥算法标准都采用了ECCECC公钥算法公钥算法 ECCECC公钥算法还具备其安全性能更高、存储空间占用小、公钥算法还具备其安全性能更高、存储空间占用小、带宽要求低的特点。

电网采集系统采用通讯方式庞杂，为保带宽要求低的特点电网采集系统采用通讯方式庞杂，为保证通讯成功率，应选择密钥和数字签名相对较短的公钥算法证通讯成功率，应选择密钥和数字签名相对较短的公钥算法 基于上述分析，智能电网安全系统适合采用基于上述分析，智能电网安全系统适合采用ECCECC公钥算法公钥算法 84© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 算法位数的选择：算法位数的选择： 根据国际上的研究，根据国际上的研究，10241024位的位的RSARSA的已经证明是不安全的，的已经证明是不安全的，因此，在政府、金融等领域已经将其算法升级到了因此，在政府、金融等领域已经将其算法升级到了20482048位甚位甚至至40964096位 256256位的位的ECCECC公钥算法在安全强度上相当于公钥算法在安全强度上相当于25002500位的位的RSARSA，，因此，选择因此，选择256256位或以上的位或以上的ECCECC公钥算法可以保证系统安全方公钥算法可以保证系统安全方案的先进性，并可在今后相当长的时间内，不因安全问题而案的先进性，并可在今后相当长的时间内，不因安全问题而升级系统。

升级系统85© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 采用采用ECCECC公钥算法，可以简化中心安全服务器的密钥管理公钥算法，可以简化中心安全服务器的密钥管理 众所周知：公钥安全系统用户密钥的存储是一大难题，众所周知：公钥安全系统用户密钥的存储是一大难题，一旦用户密钥损坏，整个安全系统就会崩溃采用一旦用户密钥损坏，整个安全系统就会崩溃采用ECCECC公钥算公钥算法，可以利用基于法，可以利用基于IDID的密钥生成技术，中心安全服务器只需的密钥生成技术，中心安全服务器只需存储系统密钥，就可达到其他系统存储用户大量密钥表同样存储系统密钥，就可达到其他系统存储用户大量密钥表同样的效果 86© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案 过去在很多领域未能采用过去在很多领域未能采用ECCECC公钥算法，主要是受制于公钥算法，主要是受制于其实现成本目前，国内已实现其实现成本目前，国内已实现256256位～位～384384位位ECCECC公钥算法公钥算法芯片的批量生产，使得采用低成本实现芯片的批量生产，使得采用低成本实现ECCECC公钥算法成为现公钥算法成为现实。

实 智能电网安全系统需要的密码算法芯片分为终端加密芯智能电网安全系统需要的密码算法芯片分为终端加密芯片和中心端加密芯片两种片和中心端加密芯片两种 终端加密芯片安装在智能电表中，处理速度需大于每秒终端加密芯片安装在智能电表中，处理速度需大于每秒5笔 中心端加密芯片安装在中心安全服务器或加密机中，处中心端加密芯片安装在中心安全服务器或加密机中，处理速度需大于每秒理速度需大于每秒10000笔87© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 谢谢！谢谢！智能电网的信息安全方案88© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 89© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n3.控制技术n　　（1）收集数据和监测电网元件n　　　　先进控制技术将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量的系统和用户参数以及电网元件的状态情况，对整个系统的状态进行评估，这些数据都是准实时数据，对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义，同时还要利用向量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号，来实现电网早期的预警。

90© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n3.控制技术n　　（2）分析数据n　　准实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析，这给先进控制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题；专家系统将数据转化成信息用于快速决策；负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测负荷；概率风险分析将成为例行工作，确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的风险的水平；电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景91© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n3.控制技术n　　（3）诊断和解决问题n　　由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案，并提交给系统运行人员进行判断n　　（4）执行自动控制的行动n　　智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动称为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。

92© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 五、智能电网的核心是信息技术n3.控制技术n（5）为运行人员提供信息和选择n　　　　先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号，而且也为运行人员提供信息控制系统收集的大量数据不仅对自身有用，而且对系统运行人员也有很大的应用价值，而且这些数据辅助运行人员进行决策 93© 2010 北京天一集成科技有限公司北京天一集成科技有限公司 八、智能电网信息安全方案94。