1T/CWDPAXXX—2025電力自動化系統(tǒng)邊緣智能協(xié)同調(diào)控與安全防護規(guī)范本文件規(guī)定了電力自動化系統(tǒng)邊緣智能協(xié)同調(diào)控與安全防護的協(xié)同調(diào)控體系架構(gòu)、協(xié)同調(diào)控要求、安全防護要求、試驗方法和運維管理規(guī)范。本文件適用于電力自動化系統(tǒng)的邊緣智能節(jié)點部署、協(xié)同調(diào)控實施、安全防護系統(tǒng)建設(shè)與運行維護。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T5080.7設(shè)備可靠性試驗恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時間的驗證試驗方案GB/T17626.36電磁兼容試驗和測量技術(shù)第36部分：設(shè)備和系統(tǒng)的有意電磁干擾抗擾度試驗方法GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1邊緣智能協(xié)同調(diào)控edgeintelligentcollaborativeregulationandcontrol邊緣節(jié)點之間、邊緣節(jié)點與云端平臺之間通過數(shù)據(jù)交互、任務(wù)分工、資源調(diào)度，共同完成電力調(diào)度控制、設(shè)備運維、能源優(yōu)化等業(yè)務(wù)的智能調(diào)控模式。3.2超低時延加密ultra-lowlatencyencryption適應(yīng)電力控制業(yè)務(wù)低時延需求的輕量級加密算法及傳輸機制，確保加密解密過程不影響控制指令實時執(zhí)行。4協(xié)同調(diào)控體系架構(gòu)4.1總體架構(gòu)電力自動化系統(tǒng)邊緣智能協(xié)同調(diào)控采用“邊緣層-協(xié)同層-云端層”三級架構(gòu)：a）邊緣層由分布在電力系統(tǒng)各終端側(cè)的邊緣智能節(jié)點集群構(gòu)成，是數(shù)據(jù)采集、本地處理與實時控制的核心載體；b）協(xié)同層承擔協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)路由、任務(wù)調(diào)度功能，是連接邊緣層與云端層的橋梁；c）云端層為中心云平臺，負責全局優(yōu)化決策、模型訓(xùn)練更新與系統(tǒng)運維管理。4.2各層級功能組件要求4.2.1邊緣層硬件組件T/CWDPAXXX—20252采用工業(yè)級設(shè)計，支持多核處理器(≥4核，主頻≥1GHz本地存儲容量≥64GB，具備至少8路工業(yè)總線接口（支持Modbus、Profinet、OPCUA協(xié)議），內(nèi)置安全芯片（支持國密SM2/SM4算法），工作溫度范圍滿足-40℃~+85℃,防護等級不低于IP65。軟件組件搭載嵌入式實時操作系統(tǒng)（RTOS任務(wù)調(diào)度延遲≤1μs，集成數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、輕量化AI推理引擎、本地控制模塊，支持Docker容器化部署，支持模型在線更新與離線運行，軟件故障率≤0.01次/千小時。核心功能應(yīng)滿足以下要求：a）實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)（電氣量、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)）本地采集預(yù)處理，響應(yīng)時間≤10ms；b）支持AI模型本地化推理，推理延遲≤50ms；c）具備本地故障診斷、緊急控制指令執(zhí)行能力，可獨立完成過流保護、電壓越限調(diào)節(jié)等關(guān)鍵操作。4.2.2協(xié)同層通信協(xié)議支持MQTT/HTTPS/OPCUAoverTSN等協(xié)議，協(xié)議轉(zhuǎn)換延遲≤2ms，滿足電力控制業(yè)務(wù)實時性需求；支持協(xié)議自適應(yīng)切換，當某一協(xié)議通信質(zhì)量下降時，自動切換至備用協(xié)議。協(xié)同引擎具備任務(wù)分配、數(shù)據(jù)路由、沖突仲裁功能，支持分布式鎖機制，鎖獲取延遲≤10ms；可根據(jù)邊緣節(jié)點負載、網(wǎng)絡(luò)帶寬動態(tài)分配協(xié)同任務(wù)，確保任務(wù)執(zhí)行效率最優(yōu)。同步機制基于TSN實現(xiàn)時鐘同步，邊云時鐘偏差≤1μs，邊緣節(jié)點間時鐘偏差≤5μs；支持斷點續(xù)傳，當通信中斷恢復(fù)后，可自動同步中斷期間的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。4.2.3云端層平臺能力提供設(shè)備全生命周期管理、海量數(shù)據(jù)存儲(≥10TB）、AI模型訓(xùn)練、協(xié)同策略組態(tài)功能，支持每秒≥10萬條邊緣數(shù)據(jù)接入處理；支持多租戶模式，不同用戶數(shù)據(jù)與權(quán)限隔離。算力資源支持彈性計算，CPU利用率動態(tài)調(diào)整范圍5%～90%，復(fù)雜模型訓(xùn)練響應(yīng)時間≤100ms；配備GPU加速卡，單卡算力≥10TFLOPS，滿足大規(guī)模AI模型訓(xùn)練需求。核心功能實現(xiàn)全局電力調(diào)度優(yōu)化、邊緣節(jié)點協(xié)同策略制定、AI模型迭代訓(xùn)練與下發(fā)更新、系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控；可基于邊緣上傳的特征數(shù)據(jù)，生成全局負荷預(yù)測曲線，預(yù)測精度≥95%。5協(xié)同調(diào)控要求5.1核心功能要求5.1.1任務(wù)協(xié)同管理任務(wù)分配支持基于邊緣節(jié)點負載（CPU利用率≤70%）、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量（丟包率≤1%）、算力水平的動態(tài)任務(wù)分配，分配響應(yīng)時間≤20ms；支持任務(wù)分片，將大型計算任務(wù)拆分為多個子任務(wù)，分發(fā)至不同邊緣節(jié)點并行處任務(wù)遷移當邊緣節(jié)點故障或負載過高時，自動將任務(wù)遷移至備用節(jié)點，遷移過程業(yè)務(wù)中斷時間≤50ms；遷移過程中保障數(shù)據(jù)完整性，遷移后任務(wù)執(zhí)行進度可無縫銜接。任務(wù)優(yōu)先級支持5級任務(wù)優(yōu)先級設(shè)置，1級（最高）為緊急停機指令、故障隔離等關(guān)鍵任務(wù)，可搶占低優(yōu)先級任務(wù)資源；低優(yōu)先級任務(wù)包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計、設(shè)備狀態(tài)巡檢等非實時業(yè)務(wù)，在系統(tǒng)資源緊張時可暫停執(zhí)行。T/CWDPAXXX—202535.1.2數(shù)據(jù)協(xié)同交互數(shù)據(jù)分類傳輸原始數(shù)據(jù)在邊緣節(jié)點預(yù)處理后，僅上傳特征數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)量壓縮至原始數(shù)據(jù)的0.2%以下關(guān)鍵故障數(shù)據(jù)（故障前后波形）本地緩存并按需上傳；非關(guān)鍵數(shù)據(jù)采用批量傳輸方式，降低網(wǎng)絡(luò)帶寬占用。同步方式支持增量同步、全量同步、斷點續(xù)傳三種同步方式，增量同步間隔可配置（1s～300s），全量同步每日凌晨自動執(zhí)行；斷點續(xù)傳支持按時間戳或數(shù)據(jù)塊標記同步進度，避免重復(fù)傳輸。數(shù)據(jù)一致性邊云數(shù)據(jù)同步包攜帶SHA-256校驗碼，校驗失敗時自動觸發(fā)重傳，數(shù)據(jù)一致性保證率≥99.99%；建立數(shù)據(jù)沖突解決機制，當邊緣與云端數(shù)據(jù)不一致時，以時間戳最新的數(shù)據(jù)為準，或觸發(fā)人工審核。5.1.3邊緣自治功能自治觸發(fā)條件滿足以下任一條件自動啟動自治模式：a）網(wǎng)絡(luò)中斷時長超過設(shè)定閾值；b）云端響應(yīng)延遲超過設(shè)定閾值；c）與協(xié)同層通信質(zhì)量持續(xù)低于設(shè)定閾值。自治運行能力自治模式下，邊緣節(jié)點可獨立完成故障診斷、緊急控制、基礎(chǔ)運維等核心業(yè)務(wù)，自治運行時長≥72小時；支持本地策略組態(tài)，運維人員可提前預(yù)設(shè)自治模式下的控制策略。協(xié)同恢復(fù)機制當觸發(fā)條件消失后，邊緣節(jié)點自動切換回協(xié)同模式，切換過程無業(yè)務(wù)中斷，數(shù)據(jù)同步延遲≤30s；切換后自動向云端上報自治期間的運行數(shù)據(jù)與事件記錄。5.2性能指標要求協(xié)同調(diào)控系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標應(yīng)滿足表1規(guī)定。表1協(xié)同調(diào)控系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標要求性能指標要求值測試方法關(guān)鍵控制任務(wù)端到端延遲≤50ms部署測試工具記錄控制指令傳輸全程耗時邊緣節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸延遲≤20ms邊緣節(jié)點間發(fā)送測試數(shù)據(jù)包統(tǒng)計延遲邊緣AI推理延遲≤50ms運行標準測試模型統(tǒng)計推理耗時系統(tǒng)平均無故障時間（MTBF）≥15000小時GB/T5080.7單點故障恢復(fù)時間≤100ms模擬節(jié)點故障記錄業(yè)務(wù)恢復(fù)時長云端可管理邊緣節(jié)點數(shù)量≥1000個逐步增加節(jié)點數(shù)量測試管理極限協(xié)同任務(wù)執(zhí)行成功率≥99.9%統(tǒng)計10萬次協(xié)同任務(wù)執(zhí)行成功次數(shù)數(shù)據(jù)同步成功率≥99.99%統(tǒng)計10萬次數(shù)據(jù)同步成功次數(shù)6安全防護要求6.1總體安全要求應(yīng)滿足以下要求：a）安全等級：符合GB/T22239規(guī)定的三級及以上網(wǎng)絡(luò)安全等級保護要求，建立“一個中心、三重防護”的安全防護體系；T/CWDPAXXX—20254b）合規(guī)要求：邊緣節(jié)點接入日志、安全事件記錄留存≥6個月，支持第三方合規(guī)審計，符合《工業(yè)數(shù)據(jù)安全管理辦法》要求，敏感數(shù)據(jù)出境應(yīng)經(jīng)過安全評估；c）安全適配性：支持5GSA/NSA組網(wǎng)模式，兼容3GPPR16及以上協(xié)議版本，5G模組應(yīng)通過工信部進網(wǎng)安全認證；支持與電力專用安全隔離裝置對接。6.2各層級安全要求6.2.1邊緣層安全硬件安全應(yīng)滿足以下要求：a）邊緣節(jié)點內(nèi)置安全芯片，支持國密SM2/SM4算法，具備物理防拆設(shè)計，拆封后自動擦除敏感數(shù)據(jù)；b）實現(xiàn)5G模組與邊緣控制器硬件級隔離，防止模組被篡改影響核心控制功能；c）配置可信平臺模塊（TPM），確保硬件運行環(huán)境可信。系統(tǒng)安全應(yīng)滿足以下要求：a）嵌入式操作系統(tǒng)采用最小化安全裁剪，關(guān)閉冗余端口和服務(wù)；b）支持安全啟動，驗簽時間≤500ms，防止惡意固件植入；c）定期更新系統(tǒng)補丁，補丁更新應(yīng)經(jīng)過兼容性測試。接入安全應(yīng)滿足以下要求：a）采用USIM卡+數(shù)字證書雙因子認證，鑒權(quán)失敗時自動拉黑IP，默認拉黑時長1小時；b）支持接入權(quán)限動態(tài)分配與回收，基于RBAC模型為不同運維人員分配不同操作權(quán)限；c）未授權(quán)設(shè)備接入檢測率≥100%，檢測時延≤1s。6.2.2協(xié)同層安全切片隔離工業(yè)邊緣業(yè)務(wù)獨占5G切片，切片內(nèi)采用專用加密密鑰，跨切片數(shù)據(jù)訪問拒絕率100%，切片資源占用率≥99%；支持切片動態(tài)調(diào)整，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求分配帶寬資源。傳輸安全5G空口采用256位AES加密，邊緣節(jié)點與協(xié)同層之間采用IPsec隧道加密，隧道建立時間≤300ms，重連時間≤100ms；關(guān)鍵控制指令采用超低時延加密，加密解密時延≤10ms。QoS保障為安全防護流量分配專用QoS標識（5QI=65確保加密數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸，時延抖動≤10ms；建立流量異常監(jiān)測機制，當流量超出閾值時，自動觸發(fā)限流或告警。6.2.3云端層安全平臺防護部署安全管理平臺，支持邊緣節(jié)點狀態(tài)實時監(jiān)控（信號強度、加密狀態(tài)、安全告警），異常時告警時延≤1s；配置防火墻、入侵檢測系統(tǒng)（IDS）、入侵防御系統(tǒng)（IPS），攻擊檢測率≥99%，防御成功率≥98%。數(shù)據(jù)安全應(yīng)滿足以下要求：a）云端存儲邊緣數(shù)據(jù)采用國密SM4加密，按5G切片維度隔離存儲；b）敏感數(shù)據(jù)（如控制策略、密鑰信息）采用加密存儲，訪問應(yīng)二次認證；c）支持數(shù)據(jù)脫敏，對非授權(quán)人員隱藏敏感字段。容災(zāi)備份安全應(yīng)滿足以下要求：a）配置數(shù)據(jù)實時備份，備份間隔≤5min；b）災(zāi)難恢復(fù)時安全策略恢復(fù)時間≤30s，數(shù)據(jù)恢復(fù)完整性≥99.99%；c）采用異地災(zāi)備模式，主備數(shù)據(jù)中心距離≥100km，確保極端情況下數(shù)據(jù)不丟失。T/CWDPAXXX—202556.3特殊場景安全要求6.3.1抗干擾安全在5G信號波動（強度±20dBm）、網(wǎng)絡(luò)切片切換場景下，安全防護功能無中斷，協(xié)同任務(wù)安全執(zhí)行率≥99%；當信號強度≤-100dBm時，自動啟動抗干擾機制，切換至備用通信鏈路（如光纖、衛(wèi)星通信）。6.3.2故障處置安全應(yīng)滿足以下要求：a）故障狀態(tài)下，邊緣節(jié)點優(yōu)先保障安全控制指令傳輸，安全事件響應(yīng)處理時間≤50ms；b）故障數(shù)據(jù)加密存儲，僅授權(quán)運維人員可訪問，訪問日志全程記錄；c）故障恢復(fù)后，自動生成安全事件報告，包含故障原因、處置過程與整改建議。7試驗方法7.1協(xié)同調(diào)控試驗7.1.1延遲試驗采用高精度時間戳記錄儀（精度≤1μs），在典型應(yīng)用場景下（如新能源故障處置），記錄控制指令從生成到執(zhí)行的全程耗時，連續(xù)測試1000次，取平均值；測試環(huán)境溫度控制在25℃±5℃,網(wǎng)絡(luò)帶寬≥100Mbps。7.1.2可靠性試驗應(yīng)按照GB/T5080.7的規(guī)定進行。7.1.3協(xié)同能力試驗應(yīng)按照以下步驟進行：a）逐步增加邊緣節(jié)點數(shù)量，測試云端平臺管理極限；b）模擬100個節(jié)點同時發(fā)起協(xié)同任務(wù)，統(tǒng)計任務(wù)執(zhí)行成功率；c）測試過程中記錄系統(tǒng)資源占用率，確保CPU利用率不超過90%。7.2安全防護試驗7.2.1身份認證試驗應(yīng)按照以下步驟進行：a）嘗試使用非法USIM卡、偽造證書接入系統(tǒng)，驗證接入拒絕率；b）測試鑒權(quán)失敗拉黑機制有效性，記錄拉黑時長與解除方式；c）重復(fù)測試100次，統(tǒng)計接入拒絕率是否達到100%。7.2.2加密性能試驗通過專用測試工具，測量關(guān)鍵控制指令加密解密時延，連續(xù)測試1000次，驗證是否滿足≤10ms要求；測試加密算法的抗破解能力，采用暴力破解、字典攻擊等方式，驗證加密數(shù)據(jù)是否被破解。7.2.3抗干擾試驗應(yīng)按照GB/T17626.36的規(guī)定進行。7.2.4滲透試驗采用模擬攻擊方式，對邊緣節(jié)點、云端平臺進行漏洞掃描和滲透攻擊，攻擊類型包括SQL注入、跨站腳本攻擊（XSS）、遠程代碼執(zhí)行等；驗證系統(tǒng)抗攻擊能力，漏洞修復(fù)率應(yīng)達到100%。8運維管理規(guī)范T/CWDPAXXX—20258.1日常運維要求8.1.1定期巡檢應(yīng)按照以下規(guī)定進行：a）邊緣節(jié)點每月巡檢一次，檢查硬件狀態(tài)（溫度、濕度、電源）、網(wǎng)絡(luò)連接、安全日志；b）云端平臺每周進行安全漏洞掃描；c）巡檢記錄應(yīng)存檔，保存期限≥3年。8.1.2日志管理應(yīng)按照以下規(guī)定進行：a）定期導(dǎo)出邊緣節(jié)點接入日志、安全事件日志，按規(guī)定留存≥6個月；b）建立日志分析機制，采用AI算法分析日志數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)異常行為；c）日志數(shù)據(jù)應(yīng)加密存儲，防止篡改。8.1.3固件更新應(yīng)按照以下規(guī)定進行：a）邊緣節(jié)點固件、安全補丁更新應(yīng)經(jīng)過安全驗證，采用加密傳輸方式推送，更新過程中應(yīng)保障業(yè)務(wù)不中斷；b）更新后應(yīng)進行功能測試，驗證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性；更新記錄應(yīng)包含更新時間、版本號、測試結(jié)果。8.2應(yīng)急處置要求8.2.1安全事件響應(yīng)應(yīng)建立三級應(yīng)急響應(yīng)機制：a）一級事件（如惡意攻擊、數(shù)據(jù)泄露）應(yīng)在1小時內(nèi)啟動處置，24小時內(nèi)完成整改；b）二級事件（如設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)波動）應(yīng)在2小時內(nèi)啟動處置，48小時內(nèi)完成整改；c）三級事件（如輕微告警、參數(shù)異常）應(yīng)在4小時內(nèi)啟動處置，72小時內(nèi)完成整改。8.2.2故障恢復(fù)流程應(yīng)按照以下規(guī)定進行：a）邊緣節(jié)點故障時，自動切換至備用節(jié)點；b）云端平臺故障時，邊緣節(jié)點啟動自治模式；c）故障恢復(fù)后，自動同步數(shù)據(jù)并切換回協(xié)同模式；d）恢復(fù)過程應(yīng)記錄故障原因、處置步驟與恢復(fù)時間。