По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311.001.57

Повышение информационной безопасности автоматизированных систем диспетчерского управления в электроэнергетических системах

Гвоздев Д. Б. канд. техн. наук, доцент кафедры ЭЭС, Институт электроэнергетики ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»», первый зам. генерального директора — главный инженер ПАО «Россети Московский регион», e-mail: GvozdevDB@mpei.ru
Архангельский О.Д. аспирант кафедры ЭЭС, Институт электроэнергетики ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»», руководитель отдела методологии и консалтинга Национального киберполигона компании «Ростелеком-Солар», e-mail: ArkhangelskyOD@mpei.ru

В статье рассмотрены основные тенденции развития автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) в электроэнергетике, проанализирован переход к концепции удаленно управляемых необслуживаемых подстанций. Перечислены основные вызовы и угрозы, возникающие в результате информатизации отрасли: возможное несанкционированное управление оборудованием цифровых подстанций, отказы и сбои в работе первичного и вторичного оборудования подстанций в результате кибератак. Новые вызовы и угрозы определяют актуальность задачи оценки рисков нарушения функционирования АСДУ в электроэнергетике. Применяемые в настоящий момент методы оценки надежности обладают рядом недостатков, в связи с чем предложено проводить оценку рисков нарушения функционирования АСДУ в дополнение к оценке надежности электроэнергетических систем и их компонент. Показана актуальность разработки методики оценки рисков, а также предложен один из вариантов ее практической реализации.

Литература:

1. Россети и системный оператор совершенствуют технологию управления оборудованием подстанций ЕЭС России. — URL: http://www.rosseti. ru/press/news/?ELEMENT_ID=24828 (дата обращения: 12.10.2018).

2. Телеуправление на подстанциях: ПС 330 кВ «Губкин» и ПС 500 кВ «Щёлоков» — URL: http://digitalsubstation. com/blog/2018/06/27/ teleupravlenie-na-podstantsiyah-ps-330-kvgubkin-i-ps-500-kv-shhyolokov/ (дата обращения: 12.10.2018).

3. Впервые в Центральной России энергообъект высокого класса напряжения переведен на телеуправление. — URL: http://www.fsk-ees.ru/press_ center/company_news/?ELEMENT_ID=227933 (дата обращения: 12.10.2018).

4. В энергосистеме Республики Татарстан реализован проект модернизации системы телеуправления оборудованием подстанции 500 кВ «Щёлоков». — URL: http://www.so-cdu.ru/index. php?id=odu_volga_news_view&no_cache=1&tx_ ttnews [tt_news] =12680 (дата обращения: 12.10.2018).

5. ФСК ЕЭС потратит на цифровизацию около 72 млрд руб. — URL: https://www.vestifinance.ru/ articles/97898 (дата обращения: 10.10.2018).

6. Дьяков А.Ф. Надежная работа персонала в энергетике. — М.: МЭИ, 1991.

7. Энергетики сформировали образ цифровой электроэнергетики. — URL: https://minenergo. gov.ru/node/9464 (дата обращения: 10.10.2018).

8. МОЭСК представила пилотные проекты Москвы по цифровизации электрических сетей на Российской энергетической неделе. — URL: http://www.moesk.ru/press/company_news/ item163415.php (дата обращения: 10.10.2018).

9. Аспекты надежности и безопасности при проектировании цифровых подстанций / А.Б. Осак, Д.А. Панасецкий, Е.Я. Бузина // 3 CIGRE. — С. 5.

10. SCADA Security in a Post Stuxnet World / Eric Byres, P. Eng // Byres Security Inc. — 2007.

11. Харламов В.А. Вопросы восстановления работы систем РЗА после успешных кибератак // Релейщик. — 2016. — № 2.

12. Wenyuan Li. Risk Assessment of Power Systems: Models, Methods, and Applications, 2nd Edition. Wiley-IEEE Press 2014.

13. Ландшафт угроз для систем промышленной автоматизации, 2-е полугодие 2017. — URL: https:// ics-cert. kaspersky.ru/reports/2018/03/26/threatlandscape-for-industrial-automation-systemsin-h2-2017/#_Toc508825243 (дата обращения: 12.09.2018).

14. Осак А. Б., Панасецкий Д. А., Бузина Е. Я. Человеческий фактор при обеспечении кибербезопасности объектов электроэнергетики // Сб. докладов Международной конференции «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем», Сочи, 1–5 июня 2015 г.

15. Надежность технических систем и техногенный риск / М.И. Фадеев // Деловой экспресс. — М., 2002.

16. Снижение рисков каскадных аварий в электроэнергетических системах / Под ред. Н.И. Воропая. — Новосибирск, 2011.

17. Jayakrishnan Nair, Adam Wierman, Bert Zwart. The Fundamentals of Heavy Tails.

18. Месенжник Я. З., Прут Л. Я., Горбунов С.И. Оценка технических рисков погружных электроцентробежных нефтенасосов при переходе к внешнему сервисному обслуживанию // Электро. — 2008. — № 6/20.

19. Развитие теории и методов оценки рисков для обеспечения промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса / С.И. Горбунов // Автореф. дисс. на соискание ученой степени д-ра техн. наук. — Уфа, 2006.

20. Integrated Bulk Power System Risk Assessment Concepts: NERC Whitepaper, 2013.

21. Принципы создания АСУ ТП на подстанциях ЕНЭС. — URL: http://www.cius-ees.ru/uploaded/ document_files/58/Printsipy_postroeniya__ ASUTP_PS.pdf (дата обращения: 14.12.2018).

22. Чегодаев А. В. Современная автоматизированная система технологического управления // Электроэнергия. Передача и распределение. — 2012. — № 4 (13).

23. Энергетика глазами системных интеграторов. — URL: http://www.bcc.ru/press/publishing/pub07/ Energy_in_syst_integrator_views (дата обращения: 14.12.2018).

24. Цифровая подстанция — важный элемент интеллектуальной энергосистемы. — URL: https:// www.ruscable.ru/article/Tsifrovaya_podstantsiya_ vazhnyj_element_intellektualynoj_energosiste/ (дата обращения: 14.12.2018).

25. Цифровая подстанция «Созвездие» введена в строй. — URL: https://www.comnews.ru/digitaleconomy/content/116697/news/2018-12-17/ cifrovaya-podstanciya-sozvezdie-vvedena-v-stroy (дата обращения: 14.12.2018).

26. Воропай Н.И., Колосок И.Н., Коркина Е.С., Осак А.Б. Киберфизические электроэнергетические системы: трансформация свойств и новые проблемы // Автоматизация предприятий энергетической отрасли. — 2018. — № 9 (110).

27. Массель Л.В., Воропай Н.И., Сендеров С.М., Массель А. Г. Киберопасность как одна из стратегических угроз энергетической безопасности России // Вопросы кибербезопасности. — 2016. — № 4 (17).

28. Куликов А., Зинин В. Создание системы кибербезопасности в электроэнергетике РФ с учетом реализации концепции ИЭС ААС // Электроэнергия. Передача и распределение. — 2015. — № 5 (32).

29. Плешко Д. Ю. Влияние кибербезопасности объектов электроэнергетики на надежность функционирования ЭЭС // Актуальные проблемы энергетики. — 2017.

30. Гвоздев Д.Б. Разработка критерия оптимальной информационной нагрузки диспетчера ЦУС предприятия электрических сетей // Вестник МЭИ. — 2013. — № 2. — С. 55–58.

31. Mehrdad S., Mousavian S., Madraki G., Dvorkin Yu. Cyber-physical resilience of electrical power systems against malicious attacks: A review // Current Sustainable / Renewable Energy Reports. — https://doi. org/10.1007/s40518-018-0094-8

32. Колосок И.Н., Коркина Е.С., Гурина Л.А. Анализ надежности результатов оценивания состояния по данным PMU при кибератаках на WAMS // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. — Минск: БНТУ, 2015. — Вып. 66.

33. Папков Б.В., Куликов А.Л., Осокин В.Л. Киберугрозы и кибератаки в электроэнергетике. — Н. Новгород: НИУ РАНХиГС. 2017.

34. High-Impact Low-Frequency Event Risk to the North American Bulk Power System, NERC. — 2010

35. Kuipers D. Idaho National Laboratory National SCADA Test Bed. — 2010.

36. Nicol D. M., Yardley T. TCIPG Testbed Overview. — 2015.

В настоящее время для обеспечения надежности, повышения наблюдаемости и управляемости на объектах электроэнергетических систем (ЭЭС) активно внедряются различные автоматизированные системы управления. Автоматизируется большая часть функций, относящихся как к оперативно-технологическому, так и к оперативно-диспетчерскому управлению. Информационные системы (ИС) внедряются на всех уровнях иерархии электросетевых компаний: начиная с уровня объекта и заканчивая исполнительным аппаратом.

На рис. 1 приведена так называемая «пирамида автоматизации». Как видно из представленной схемы, АСУ ТП на подстанциях является первым уровнем системы управления электрической сетью, который непосредственно связан с технологическим оборудованием [21]. Основными задачами трехуровневой системы АСУ ТП являются контроль состояния первичного оборудования энергообъекта, автоматическое и автоматизированное регулирование технологических параметров и дистанционное управление оборудованием ПС: коммутационными аппаратами, РПН трансформаторов и т. д.

Именно уровень АСУ ТП во многом определяет эффективность управления всей электроэнергетической системой, поскольку является источником информации для верхних уровней управленческой структуры: системы диспетчерского управления ЭЭС (energy management system, EMS), а также систем управления активами (Enterprise Asset Management System, EAM) и управления ресурсами электросетевых компаний (Enterprise Resource Planning, ERP).

EMS-система, расположенная на уровне диспетчерского центра, обеспечивает проведение оперативных переключений, а также обладает широким спектром расчетно-аналитических функций: расчет и планирование режимов сети, оптимизация режимов, расчет токов КЗ и поддержка заданных уровней напряжения. В EMS могут быть реализованы и административно-технические функции по управлению работой оперативных выездных бригад, функции формирования отчетности и т. д. Помимо EMS, на уровне диспетчерского центра могут использоваться операционные управляющие комплексы (ОИК): как правило, в части управления режимом работы энергосистемы в ОИК реализованы те же функции, что и в EMS, однако эти комплексы обладают меньшими возможностями в части дорасчета параметров, а также меньшим набором административно-технических функций. В настоящее время с целью создания единой системы управления производится интеграция EMS и ОИК, т. е. реализуется не только вертикальная интеграция между системами различных уровней, но и горизонтальная интеграция систем, работающих на одном уровне. Так, например, в ПАО «МОЭСК» система EMS в Центре управления сетями (ЦУС) интегрирована с ОИК диспетчерских центров (рис. 2) [22].

Для Цитирования:
Гвоздев Д. Б., Архангельский О.Д., Повышение информационной безопасности автоматизированных систем диспетчерского управления в электроэнергетических системах. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2022;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: