谈电力市场技术支持系统的开放性与安全性

孟子曰:“鱼,我所欲也,熊掌亦我所欲也;二者不可兼得,舍鱼而取熊掌者也。”随着我国电力体制改革的持续推进,为保障电力市场安全、高效、经济运行,电力市场技术支持系统(以下简称“技术支持系统”)在功能不断拓展、完善的过程中,适应市场需要的高开放性和“万无一失”的安全性之间似乎同样也面临着“鱼和熊掌不可兼得”的艰难选择。一方面,技术支持系统功能拓展需要内部各子系统间高效协同加强资源共享,对外兼容不同应用以便用户获取市场信息,加大系统开放性已成为市场成员的共同需要;另一方面,保障数据交互过程中系统和信息安全,防范技术支持系统漏洞及外部网络攻击带来的安全风险,筑牢安全防线还需常备不懈。因此,技术支持系统建设运营过程中如何统筹兼顾开放性和安全性?什么条件下才能取得最优妥协?这将是非常值得深入探讨的问题。

一般而言,电力市场技术支持系统(又称为电力市场运营系统),是支撑电力市场运营的计算机、数据网络与通信设备、各种技术标准和应用软件的有机组合,是严格基于电力市场运营规则,通过计算机程序和网络技术,高效实现市场注册、市场预测、电力交易、经济调度、安全分析、计量采集、费用结算、信息发布及市场评价等市场运营全业务功能,以保障电力市场公开、透明、安全、稳定运行的综合信息处理平台。从成熟电力市场的经验看,计算机及网络技术的成熟应用是技术支持系统诞生的基础,适应和支撑电力市场化改革发展的需要应是技术支持系统建设的初心和使命。

自人类迈入信息时代以来,计算机及网络技术更迭日新月异,并不断改变着人们的生产生活方式。以实现复杂计算为例,目前普通计算机做从10亿每次减1直至为0的10亿次运算需要1秒钟时间,而由1名工作人员手工计算则需不眠不休约30年才能完成,计算机的高效计算处理能力,让自动进行类似电力系统潮流分析的复杂计算成为可能。作为20世纪最伟大的科技发明之一,计算机及网络的功效远不尽于此,在其强力支持下,我国电力行业蓬勃发展并逐步完成了由传统控制到现代化运行的华丽转型。早在20世纪60-70年代,我国便引入现代控制理论,将信息技术用于工程设计和电厂自动监测。尔后,能量管理系统(EMS)广泛运用于电力生产自动化调度、负荷预测控制、计算机电力仿真。同时,企业级的信息集成推动计算机网络技术在电力行业的应用由操作层向管理层延伸。

随着现货市场建设进程加速,电力市场运营现已涉及电力交易、电网运行等诸多环节,涵盖主体规模不断扩大且呈多元化发展,并需高频次开展安全约束下的经济调度等复杂计算,对技术支持系统的功能需求远超以往。得益于计算机辅助决策、海量储存等技术的日臻成熟,网络通信异步传输、千兆以太网、无线通信等技术的快速发展,计算机及网络技术为技术支持系统整合建设于不同时期且具备独立运营功能的各子系统形成一体化公共服务平台,进而实现数据信息共享和系统功能拓展创造了条件。

高水平技术支持系统建设的目的是为了更好地满足电力市场运营对安全高效实现复杂计算、信息互联和功能拓展的需求。

高水平技术支持系统对电力市场而言,其重要性与高水平技术支持系统之于证券市场的重要性非常类似。证券市场长达三十多年的发展实践证明,技术支持系统已不仅仅是替代人工操作的辅助手段,而是成为各交易所市场竞争力的一种表现。功能完备的技术支持系统已被普遍认为是我国证券市场“基本成熟”的三个标准之一[1]。不难想象,技术支持系统在不断拓展完善系统功能以适应电力市场发展的过程中,也将逐步成为我国电力市场走向成熟的标志。

2021年,我国市场化交易电量占全社会用电比例大幅提升至45.5%。未来,市场主体持续放开,交易周期短、频次高、品种丰富,跨省跨区交易实现资源更大范围共享互济的多元化市场将是大势所趋。以数据为中心,帮助电力市场运营机构形成最优能源运营方案以及市场主体制定最佳购售电方案,实现社会效益和企业利益最大化,势必进一步催生交易托管、辅助报价决策、虚拟电厂平台等软件功能增量需求。故此,为适应电力市场当前和未来发展需求,技术支持系统作为公共数据服务平台,亦需与时俱进,借鉴证券市场技术支持系统安全和开放并重的经验,以需求为导向,支持浏览器、移动应用等多种交互形式,向市场主体提供全方位的数据访问服务,满足高可用、高性能、高开放等性能要求。

计算机及网络技术发展应用至今,其安全性和开放性之争由来已久。尽管安全防护技术与入侵攻击手段轮番演绎“道高一尺魔高一丈”的戏码,但事实证明,安全问题并未阻碍计算机网络技术和数据互联互通(开放性)水平的不断提高。当前,现货市场建设加快推进,让不同运营主体之间(如负责运营交易子系统的交易中心和负责运营现货子系统的调度机构)加强信息资源共享、市场主体和监管机构及时获取市场信息的需求变得愈发迫切。因此,由计算机网络技术基础上发展而来的技术支持系统,既要加强内外部数据交互,又要保障信息交互过程中免受外界的安全威胁,统筹好开放性与安全性,做到“鱼和熊掌得兼”,让数据在安全中开放、在开放时安全,才能更好地满足市场发展需要。

技术支持系统安全可靠是电力市场有序运营、市场参与者合法利益有效保障的基础,一旦出现安全漏洞且未能及时控制,将对电力系统和市场运行产生极大影响。如2020年印度孟买遭受网络攻击导致大规模停电、巴西电力公司Light S.A被黑客勒索1400万美元赎金等事件的警示至今尤在。所以,重视并在系统安全性上下大功夫十分必要。信息系统的安全性主要是指为防止系统免受自然灾害和系统外部人为破坏的影响,以及非法用户对信息等系统资源的非法使用,而采取的安全和保密手段。

结合电力市场运行实际,技术支持系统的安全性需求可概况为设备安全、数据安全、内容安全和行为安全四个层面。其中,设备安全包括设备的稳定性(设备在一定时间内不出故障的概率)、可靠性(设备正常执行任务的概率)、可控性(设备随时可正常使用的概率);数据安全包括数据的秘密性、完整性和可用性;内容安全主要是严格审查,确保交互数据信息合法合规;行为安全是系统软、硬件设备和应用系统的协调工作程序(执行顺序)应满足设计要求,保障系统安全可控。结合上述四个层面的安全性需求,目前已发展了双系统并行技术、加密认证等相应的安防技术和措施,可以有效提升技术支持系统的安全性。然而,针对系统漏洞的病毒和入侵手段亦在不断更新,“魔道相争”成为促进安防技术进步催化剂的同时,也将让技术支持系统在维护动态安全的过程中日臻完善。

信息系统的开放性通常是指不同厂商的软件或异构分布数据库能通过接换数据,实现数据和处理功能之间的相互操作及不同系统之间的资源共享。简单而言就是不同系统或系统内部各子系统间相互访问(数据和资源)的能力。西方国家数据开放的理念最早由政府提出,主要是为解决其获取数据方便但分析利用数据效率较低的问题,从而允许私营部门和社会大众访问政府数据以释放数据价值。世界范围内,关于开放性的认识早有共识,大到一个国家,小至一个生命体,对外开放才能永葆活力。例如,我国历史上封建王朝因“闭关锁国”而失去了与西方第一次工业革命带来的各领域科学技术的交流机。

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