现代预测性维护高度依赖传感器和数据流，而这些同时也是攻击面。守护电网意味着必须将网络安全视为可靠性工程的核心组成部分。在2026年及未来的互联时代，发电可靠性已远远超越“让电厂继续运行”这一目标。一个多世纪以来，电厂运营商的主要关注点是资产的机械完整性，确保汽轮机、锅炉和变压器等设备在物理层面保持良好状态。
如今，先进传感器和基于云的预测性维护系统的兴起，创造了一个新现实：电厂的机械健康与其数字安全已密不可分。这些先进监测工具对于防止非计划停运至关重要，但同时也成为外部威胁的潜在入口。在这种环境下，传感器不再仅仅是一个诊断工具，而是通往控制系统核心的“前门”。
数字脆弱性的物理现实
在运营技术（OT）环境中，网络安全的主要目标不是保护数据隐私，而是保护物理基础设施本身。当数字系统被用于控制高能量机械设备时，入侵可能导致这些资产被劫持或武器化。这并非理论担忧。2007年，美国国土安全部进行了一项测试，对一台27吨重的发电机实施了网络攻击。该操作控制了发电机并打开其断路器，最终导致灾难性故障，整个过程被录像记录下来。这项被称为“Aurora实验”的测试是在受控环境中进行的，并未影响真实电网或电厂员工，但它证明了风险可以来自距离电厂物理位置很远的地方。
在实验和研究之外，已发生多起真实事件：电网系统被勒索或遭受外国行为体破坏，包括2025年罗马尼亚和波兰的事件。在这些场景中，电力中断不再只是技术故障，而是公共安全危机。无论是寒冬期间的电网劫持，还是近期变电站遭受的破坏，网络安全与可靠性的交汇点如今已成为国家安全问题。
计算沉默的高昂代价
非计划停运的经济影响巨大，这为将安全融入维护流程提供了清晰的商业理由。根据ABB Global 2023年的一份报告，发电设施每小时非计划停运损失接近18万美元。对于核电、煤电或燃气联合循环等大型基荷电厂，这些成本会高得多，一天离线很容易达到100万美元。这些数字包括收入损失、紧急采购的高额费用以及恢复运行所需的人力成本。
当停运由网络安全威胁引起时，成本还会进一步飙升。根据IBM的数据，运营技术领域数据泄露的平均成本超过400万美元，但连锁影响往往远高于此。以重大管道中断事件为例，相对较小的赎金支付却导致下游经济损失超过10亿美元。对发电行业领导者而言，这些数字证明：网络安全是资产负债表的重要组成部分，也是保障长期生存的必要投资。
化解IT与OT之间的摩擦
守护电网面临的最大挑战之一，是信息安全（IT）团队与运营技术（OT）工程师之间的文化鸿沟和优先级冲突。工程师专注于设备可用率，对任何可能干扰连续运行的安全协议往往持怀疑态度。这种顾虑通常源于过去的经验——通用IT安全实践曾在电厂环境中引发重大问题。
例如，IT部门使用的标准主动安全扫描应用于敏感工业硬件时，可能产生意想不到的后果。曾有案例显示，简单扫描导致关键机械控制系统甚至工业打印机永久停止工作。
要克服这种摩擦，安全专业人员必须放弃推送预制解决方案，转而倾听那些了解设备具体限制的工程师意见。有效的安全建立在对现场环境的深刻认知之上，并愿意根据电厂独特需求量身定制协议。
为现实世界设计韧性
超越单纯的合规思维，需要对资产管理和网络设计采取战略性方法。设施无法保护它不知道自己拥有的东西，因此，对所有联网设备进行全面清查是任何安全计划的第一步。这对于满足北美电力可靠性公司关键基础设施保护（NERC CIP）标准尤为关键，该标准要求对所有资产进行分类。许多设施存在盲区，遗留硬件或二次传感器未被监控，为攻击者创造了可利用的漏洞。
一旦资产被识别，重点必须转向网络分段。通过放弃扁平网络，采用将控制系统不同部分隔离的模型，运营商可以确保某一区域的入侵不会让攻击者获得整个设施的访问权限。另一个关键概念是“补偿控制”。在高风险环境中，在紧急情况下必须立即访问的操作台上，使用复杂密码等标准数字安全方法并不总是可行。在这种情况下，安全要求的意图可以通过替代手段实现，例如物理守卫或二次程序控制。
人工智能：桥梁与风险
人工智能（AI）和先进预测分析的采用，正在改变IT与OT人员之间的关系。由于双方现在都专注于利用数据改善电厂健康，他们找到了更多共同点。工程师越来越依赖IT专家来帮助管理和解读现代传感器产生的大量数据。这种协作有助于打破传统壁垒，形成更统一的一体化可靠性方法。
然而，AI的使用也引入了必须管理的新风险。一个重大担忧是AI“幻觉”——系统基于错误或被操纵的数据做出不正确假设。如果传感器被入侵并向预测模型输入虚假信息，AI可能会给出错误的设备健康评估。这可能导致操作人员忽略真正的机械问题，或进行不必要维护从而引入新风险。要确保AI始终作为可靠性工具，保护其依赖的数据完整性必须与保护物理设备硬件同样严格。
统一的前进道路
现代发电行业的可靠性已无法仅通过机械维护实现。它需要一种主动的、一体化的策略，将网络安全视为电厂运行的核心组成部分。通过理解物理和财务风险、弥合IT与OT文化鸿沟，并始终关注数据完整性，发电专业人员才能保护其设施免受数字时代不断演变的威胁。
电网的未来取决于保护每一个资产的能力——从最强大的汽轮机，到最小的传感器。
原文链接：https://www.powermag.com/securing-the-grid-from-the-sensor-up-why-predictive-maintenance-and-cybersecurity-are-inseparable/
作者：Randy Heisler、Michael Hoyt
如您有供稿或想订阅电力行业专题资讯，请扫码联系:
免责声明：本微信公众号所上传文章仅代表作者观点，版权归原作者所有。如文章来源标注有误或涉及作品版权等问题烦请告知，小编及时予以删除。
初审初校：韩禹文｜复审复校：刘拥军｜终审终校：陈铭亮｜监审：文卉
点击蓝字 关注我们