电力生产业务的量子广域网加密技术研究

针对电力生产业务的通信特点以及安全需求,提出了基于量子通信卫星的电力天地一体量子保密通信方案,并且针对地面链路中电力架空环境下长距离量子通信的问题,提出采用线路偏振无关的Faraday-Michelson型量子密钥分配系统的方案,并通过试验证明了方案在电力应用环境中的可行性,最后对电力架空环境下的相位补偿技术做出了分析。     

基于量子密钥的电力业务最优数据保护模型

传统量子保密通信系统实时生成的量子密钥量有限,难以适应电力生产调度、营销和管理信息化等业务数据不同的安全等级和通信特性需求,无法对各类电力业务数据实现精准数据保护。文中深入分析了各电力业务的数据资产重要度和数据传输指标需求,提出自适应电力业务属性的量子密钥更新频率计算方法、密钥补充策略和最优分配策略,并优化量子虚拟专用网络(VPN)的量子密钥控制流程,解决了传统量子VPN对各业务采用无差别量子密钥更新频率的不足。实验结果展示了所阐述方法可实现各电力业务精准数据保护的量子密钥最优分配自动化及智能化。该方法可构建基于量子密钥的精准安全数据保护机制。     

面向配电网的量子加密信息安全防护技术研究

为加强能源互联网新型电力系统建设中的信息安全防护水平,基于5G多接入边缘计算的配电网量子加密信息安全防护技术的研究与测试,将5G电力专网的通信技术和量子加密技术应用于配网终端环境,通过量子密钥与电力业务主站、终端与量子密钥、5G通信与量子加密设备三者之间的相互融合,使配电终端设备与配电主站之间实现安全通信且系统响应时间可控,为配电自动化业务使用“三遥”功能提供安全支撑。     

电力量子保密通信研究与应用进展

随着信息技术的不断进步,电网生产、运营业务的信息安全压力逐步增大,一旦发生信息安全事件,将造成大面积停电事故,给国家安全造成巨大的影响。量子保密通信由于其原理上的不可破译特性,为电网生产、运营安全传输提供了技术基础。重点介绍了量子保密通信在电力系统的主要应用进展,分析目前量子保密通信技术在电力系统应用中存在的问题并给出了相应的建议,为下一步业务应用提供技术支撑。     

电力通信网络中的量子保密通信示范应用与测评

基于量子密钥分发的量子保密通信技术是未来提升信息安全防护能力的有效解决方案之一,近年来相关技术研究、设备研制和示范应用发展迅速,但量子保密通信系统测评的标准规范尚未完全建立.在回顾量子保密通信技术及其应用进展的基础上,介绍电力量子保密通信示范网络建设和设备应用情况,从量子密钥分发、管理和应用等不同方面提出综合测评方案,...     

面向电力通信接入网的量子密钥交互机制

随着网络攻击手段的增强,信息泄露、篡改伪造、旁路控制等风险加剧,攻击者能够通过终端迂回攻击主站,造成更大范围的安全威胁。量子加密与传统密码体制相比,具有更高级别的安全性。提出一种适用于电力通信接入网的量子加密系统,设计了各类实用化量子通信设备;提出业务终端与量子密钥移动存储设备之间的密钥读取模式、业务终端设备与量子密钥移动存储设备之间的接口协议,以及适用于配用电业务终端的密钥管理方法。将量子通信技术应用到电力系统中,在保证电网安全、稳定、高效运行方面,发挥至关重要的作用。     

面向电力场景的量子保密通信纠缠退化理论模型

基于纠缠态作为信息载体的量子保密通信技术中,纠缠是其中的核心资源。如何保证通信中双光子态的纠缠度是量子保密通信的主要问题之一。研究了基于单模光纤的量子保密通信过程中的环境噪声,特别是电力架空光缆所处恶劣环境引入的噪声,可能导致量子纠缠退化的模型。分别从折射率的各向异性和吸收系数的各向异性讨论了环境噪声引起的量子纠缠横向退相干和纵向退相干效应。研究结果将对基于纠缠技术的量子保密通信在电力系统及其他恶劣电磁环境中的应用提供一定的参考。     

电力无线虚拟专网应用分析及网络设计

随着智能电网建设的飞速发展,智能电网业务中依托运营商2G／3G无线网络的通信方式规模不断扩大。文章首先深入研究了电力无线业务应用、通信需求和网络现状,指出现有电力无线业务中存在安全接入的风险与无法管控的缺陷。其次,创新性地提出了建设电力无线虚拟专网的目标,实现电力无线业务的安全高效承载、集约化运营和规模化发展。最后,对电力无线虚拟专网网络设计以及安全接入平台、运行支撑平台设计进行了详尽分析阐述。     

区块链技术在泛在电力物联网中的研究

随着信息通信技术的发展,电网智能化业务及能源互联网泛在业务接入的需求不断增加,目前集中式的接入认证方式给认证中心带来了巨大的计算和通信压力,特别是大规模并发接入和移动接入对系统认证效率带来严重影响。利用区块链技术去中心化、不可否认的特性,结合电力系统特点,分析了区块链技术在泛在电力物联网中的应用,并进行了实验验证,实验表明,所提方案可有效提高电力物联网终端并发接入效率。     

智能电网环境下广域网通信的研究

智能电网就是电网的智能化,它能够实现电网的智能通信,使电网具有高速、双向、自愈、实时、安全的坚强电力通信网络。文章通过确定智能电网环境下广域网的通信范围,分析广域网具体实现的通信和实现的业务来确定其通信需求,从延迟、带宽、安全性等几个方面总结广域网的通信需求。对于具体业务的通信给出了实现方案,分析了通信技术(MPLS等)对通信需求的满足程度。     

哈密至郑州特高压直流对受端电网影响分析

哈密至郑州±800 kV特高压直流是我国第1条风火打捆外送的直流工程,也是华中电网受入的第1条大容量直流线路,其建设对华中电网调峰以及安全稳定有较大影响。提出了大容量直流对受端电网的要求,通过分析分区电力平衡及电网结构,论证了哈密受端换流站应落点郑州东部;电力系统运行模拟计算表明华中电网自身调峰能力是可以满足直流送入需要的;电网稳定仿真计算表明华北至华中交流断面是受端电网的薄弱环节,需要加强该断面输电能力或者降低断面输送容量以保证电网安全稳定运行。     

基于改进ECC的含电动汽车用户负荷信息保护方案

在智能电网的大趋势下,电力公司与用户之间的数据传输交换愈加频繁高效。通信网络经常遭受网络攻击或窃听,为确保用户的用电数据在传输过程中不被恶意篡改,提出一种面向电动汽车用户的信息保护方案。通过改进加法运算和标量乘运算对传统椭圆曲线加密算法（elliptic curve cryptography, ECC）做轻量级优化,克服电网双向互动环境中智能电表资源有限的问题。在此基础上,设计负荷分解算法作为加密方案的检验工具,分解加密后的电力数据。最后,通过仿真算例分析,验证了所提方案的可靠性和安全性。     

电力市场运营系统数据通信安全研究

在电力市场运营系统中,仅依靠现有的传输层安全机制(如SSL)不能满足不可否认性和端到端的安全性要求,而使用SSL和XML数字签名以及XML加密的方法可以保证被传输SOAP消息的安全。文章分析了电力市场数据通信对安全的需求,从保证SOAP消息安全性和传输层安全性这2个方面入手,通过WS-Security规范对SOAP消息进行扩展来构建可信的SOAP,使其达到消息级别的安全性,并结合SSL为SOAP提供传输级别的安全性,从而保证了电力市场运营系统数据通信的安全。     

110kV/3kA高温超导电缆输电网络接入运行特性仿真计算与分析

随着城市电力需求的不断增长以及提高电网运行安全和对环境保护的要求,传统输电网络已不能完全满足城市供电的需求,高温超导(HTS)电缆的发展为解决这些矛盾提供了可能,可以应用在那些受制于地形和安全因素而不能建造架空线路的地区,以满足负荷需要。基于高温超导材料的临界特性,利用Matlab搭建了高温超导电缆失超后的暂态模型,基于PSCAD/EMTDC建立了一个110k V/3k A的冷绝缘高温超导电缆的仿真模型,并将超导电缆模型接入一个110k V的三端环网式电力网络,模拟了外部短路故障对超导电缆线路的影响,并对高温超导电缆和普通线路的功率分布进行了比较。结果表明,高温超导电缆具有更大的短路容量,更有利于电网电压稳定和调节。     

基于EPON的配电通信接入网ODN设计

为满足配电通信接入网中EPON通信系统对光分配网络建设的要求,结合现场工程设计一种ODN建设方案,对光缆网络进行分层设计,形成一级汇聚网络和二级辐射网络.其中,处于一级汇聚网上光缆汇接点需要考虑接入至少2个变电站,形成光缆路由保护;二级辐射网络就近接入相邻汇接点形成手拉手保护.方案具有节省光缆资源、减少光缆施工难度、方便维护的优点.实际测试结果表明,该方案能满足EPON通信系统的光缆铺设及光功率要求,为配电通信接入网的建设提供有力支持.     

电动汽车充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案设计与实现

为提高分布式电动汽车充电桩的信息安全防护能力,保障充电桩与后台服务管理中心之间传输数据的机密性、完整性与真实性,分析了充电桩信息安全威胁与信息安全需求,采用高级加密标准（advanced encryption standard,AES）和HMAC-SHA256算法,设计了基于认证加密的充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案;基于STM32F407ZGT6芯片和嵌入式操作系统μC/OS-III,搭建了充电桩通信模拟平台;制定了充电桩-后台服务管理中心通信应用层协议,设计了充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案;测试了不同类型数据在明文传输、加密传输、认证传输、认证加密传输4种安全情形下的报文传输时间,量化了充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案的实施对充电桩通信实时性的影响。测试结果表明,所设计信息安全防护方案可满足充电桩与后台服务管理中心之间通信的机密性、完整性、真实性和实时性要求。     

适应电力现货市场运营的省级电网安全校核实现方案

中国电网特性复杂、运行约束多,随着电力现货市场的建设,对安全校核计算的精确性提出了更高的要求.文中分析了安全校核的内容以及影响其精确性的因素,提出了针对电力市场运营的省级电网精细化安全校核方案,包括以下3个方面:在电网模型方面,提出了低电压等级电厂并网和联络线等值计算方法,分析并设计了停运设备复役操作和设备的未来态工况计算;在算法流程方面,梳理了现货市场优化出清和安全校核的关系,提出了市场出清、断面限额计算与安全校核混合迭代计算流程;在辅助信息方面,针对区域输电断面,基于设备与断面、断面与断面之间的关系提出了各区域断面和全网的备用计算方法.最后,通过中国某省级电网实际运行情况,证明所提方案可有效提升安全校核的准确性.     

定制化ASON技术传输差动保护业务方案

为了提高线路差动保护通信通道可靠性,文章根据差动保护装置的通信原理与通道参数要求,提出了利用定制化ASON技术传输差动保护业务的方案,分别从通道时延管理和通道切换顺序上改进现有ASON网络自愈机制,实现了差动保护业务的抗多点故障自愈能力。经过理论分析和实际测试能够满足差动保护业务通道智能自愈的要求,可作为电力专用ASON网络产品研制和电力通信网建设和运行的参考。