配电网作为电力系统的“神经末梢”，其智能化升级依赖于物联网（IoT）技术，通过智能电表、传感器、配电开关等设备的实时监测与数据交互，实现故障预警、智能调控与供电可靠性提升，但物联网的开放性、分布式特性使其成为安全风险的高发区域，需从架构、威胁、防护等多维度系统研究安全防护策略。
配电网物联网架构与关键节点
配电网物联网通常分为四层架构：
- 感知层：智能电表、传感器（监测配电变压器温度、开关状态）、配电终端等，负责数据采集；
- 网络层：电力线通信（PLC）、无线通信（4G/5G）、光纤通信等，负责数据传输；
- 平台层：数据汇聚平台、边缘计算节点，负责数据存储与初步分析；
- 应用层：配电自动化系统（DAS）、负荷管理平台、故障诊断系统等，负责决策与控制。
关键节点包括智能电表（采集用户用电数据、设备运行参数）、配电开关（控制线路通断）、配电变压器（电压转换与电能传输）等，这些节点是安全防护的重点对象。
安全威胁与风险分析
配电网物联网面临多种安全威胁,可从攻击来源（内部人员、外部黑客）、攻击目标（数据、设备、服务）分类，具体威胁及影响如下：
| 威胁类型 | 攻击方式 | 主要目标 | 典型影响 |
|---|---|---|---|
| 数据窃取 | 非法接入、中间人攻击 | 智能电表、传感器数据 | 用户隐私泄露、商业机密被窃 |
| 设备控制 | 恶意代码植入、篡改信号 | 配电开关、变压器 | 供电中断、安全事故 |
| 服务拒绝 | DDoS攻击、网络劫持 | 通信网络、自动化系统 | 调度指挥瘫痪、故障处理延迟 |
| 恶意软件 | 固件植入、远程控制 | 感知层设备 | 长期潜伏、难以清除 |
| 身份认证失效 | 冒用设备、弱认证 | 设备身份验证 | 网络被非法接入、数据篡改 |
安全防护技术与策略
采用分层防护体系，从感知层到应用层逐层加固：
-
感知层防护：
- 采用加密通信（如AES-256）保护数据传输；
- 基于区块链的设备身份认证，确保设备唯一性，防止非法接入；
- 部署物理隔离设备,限制非授权设备接入。
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网络层防护：
- 部署防火墙、入侵检测系统（IDS），隔离不同安全区域（如感知层与平台层）；
- 采用VPN加密传输数据，限制网络访问权限，防止数据泄露。
-
平台层防护：
- 对汇聚的数据进行加密存储，实施访问控制（RBAC），仅授权人员可访问关键数据；
- 建立安全审计日志,实时监控异常行为（如频繁的设备控制请求）。
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应用层防护：
- 部署入侵检测与防御系统（IDPS），利用AI算法分析设备行为模式，识别异常操作；
- 建立应急响应机制（如故障自动隔离、人工干预），快速应对攻击事件。
定期进行安全评估（如渗透测试）、固件更新（修复已知漏洞）也是重要防护措施。
未来趋势与挑战
随着5G、AI、大数据在配电网中的应用，物联网规模扩大，安全挑战加剧：
- 5G的高带宽、低时延特性可能被用于DDoS攻击；
- AI在故障诊断中的应用也可能被用于恶意预测；
- 合规要求（如《电力监控系统安全防护规定》（GB/T 22239-2019））对安全标准提出更高要求。
常见问题解答（FAQs）
问题1：配电网物联网面临的主要安全威胁有哪些？
解答：配电网物联网面临数据窃取（窃取用户用电数据、设备参数）、设备控制（篡改传感器数据或植入恶意代码控制配电开关引发停电/事故）、服务拒绝（DDoS攻击导致通信网络瘫痪影响调度）、恶意软件植入（固件中植入病毒长期潜伏执行恶意操作）、身份认证失效（设备身份验证薄弱导致非法接入）等威胁。
问题2：当前配电网物联网的主要防护技术有哪些？
解答：当前主要防护技术包括分层防护体系：感知层采用加密通信（如AES-256）和区块链身份认证；网络层部署防火墙、IDS和VPN加密；平台层实施数据加密、访问控制（RBAC）和安全审计；应用层利用IDPS、AI异常检测及应急响应机制，定期安全评估、固件更新和漏洞修复也是关键防护措施。
国内文献权威来源
- 刘伟等,《配电网物联网安全技术研究综述》，载于《电力系统自动化》，2026年第14期；
- 张明等,《配电网智能感知系统安全防护体系研究》，载于《电网技术》，2021年第8期；
- 国家电网有限公司,《电力监控系统安全防护规定》（GB/T 22239-2019），2020年修订版；
- 华中科技大学,《配电网物联网安全防护关键技术》，载于《中国电机工程学报》，2020年第5期。
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