智能变电站TCP/IP通信网络的安全解决方案

变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准IEC 61850虽然没有规定具体的通信媒介,但从目前的研究和实践来看,以太网已成为实现IEC 61850标准的主流网络,底层通信协议选用广泛使用的TCP/IP协议.但是TCP/IP协议没有提供任何安全能力,针对这一问题,研究了IEC 62351：电力系统管理及其信息交换数据和通信安全的第三部分——通信网络和系统安全包括TCP/IP的协议集,将嵌入Kerberos协议的TLS协议以及基于SSL/TLS的VPN隧道技术作为安全解决方案,达到保障TCP/IP协议和通信网络安全的目的.     

智能计量系统通信规约的研究与探讨

在AMI系统中,终端设备多样、组网方案复杂,对数据采集频率、通信带宽、数据传输安全可靠性、信息传输的实时性都有较高要求,需要选择一种能满足上述通信要求的标准通信规约。针对AMI系统特点,通过比较国内外计量仪表通信协议标准的特点,建议采用IEC 62056标准体系作为智能计量AMI系统的通信规约标准,保障系统建设的可行性、稳定性和可扩展性。     

电能质量监测装置通信规约测试平台研究与开发

结合电能质量监测装置检测与管理工作需要,针对电能质量监测装置通信规约不统一、电能质量数据和信息共享困难的问题,提出了一种电能质量监测装置通信规约自动测试平台,通过采用闭环结构、UAPI接口技术等,不仅实现了IEC 61850、PQDIF文件、私有通信规约的一致性测试,而且大幅度提高了测试效率,提高了测试工作质量,具有良好的应用和推广价值。     

通信规约在变电站自动化系统中的应用

介绍了通信规约的含义及其在变电站自动化系统中的作用。较详细地分析、比较了多种通信规约的特点及其在国内的应用情况。重点介绍了IEC60870-5系列。该协议功能强大,且部分规约已成为我国的国家标准,其应用也很广泛。最后,详细介绍了IEC61850标准显著的特点及其应用前景。     

IEC 61850到IEC 60870通信规约的映射研究

变电站自动化系统目前采用IEC 60870的老设备很多,须确保IEC 60870标准的装置在通信上与基于IEC 61850新标准的系统的相互兼容。比较了IEC 61850与IEC 60870两种不同标准体系通信规约的特点,依据变电站通信功能的特点和IEC 61850的映射原则,提出了将IEC 61850到IEC 60870．5—103／104通信规约的映射方法和思路,以使采用103／104规约的装置与新的变电站自动化系统通信兼容。     

IEC 62351国际互操作的总结与思考

IEC 62351标准为变电站自动化系统通信协议提供协议层级的网络安全防护能力。为了研究IEC 62351标准的工程化应用实施方法,提升数字化变电站的网络安全通信能力,参加了由公共设施通信协议体系用户协会举办的国际互操作大会,实现了IEC 62351标准在IEC 61850站控层安全通信领域的互操作。依据此次互操作的过程与成果,介绍了互操作的基本情况与测试用例,总结了互操作的成功经验,从认证、加密以及兼容性等多个方面提炼了影响互操作的关键技术细节,并对此次互操作中遇到的问题以及原因进行了深层次的分析。     

基于强口令认证的变电站实时数据通信安全

对于IEC 61850中GOOSE、GSE、SMV等实时数据,IEC 62351-6要求采用计算量尽可能小,并能抵抗重放、篡改、欺骗及拒绝服务攻击的认证算法来保障IED之间的通信安全.本文提出了基于非公钥的、安全、高效的强口令认证协议来实现变电站内部智能电子设备之间的身份认证.     

基于IEC 62351的安全通信对站控层通信性能的影响

随着电力系统的智能化、网络化水平不断提高,基于IEC 61850标准协议的变电站自动化系统得到了广泛的应用,然而IEC 61850标准协议并不包含特定的安全措施,存在一定的安全隐患。IEC 62351标准的提出从理论上为变电站自动化系统提供了安全通信的解决方案,由公共设施通信协议体系(UCA)用户协会组织的2017国际互操作全面验证了IEC 62351标准在IEC 61850站控层通信层面的可用性,但是互操作中并未对通信性能开展相关测试。文中基于已具备IEC 62351安全通信能力的服务端和客户端设备,构建通信测试系统,分别在安全通信和非安全通信两种模式下,对站控层通信中各类制造报文规范(MMS)服务的实时响应性能进行对比测试,分析安全通信对站控层通信性能的影响,为IEC 62351标准在变电站自动化领域中的实际应用提供有效的数据支撑和理论指导。     

互异通信规约之间的远动装置改造设计与实现

在分析远动装置功能及常规改造方法的基础上,提出利用远动装置作为互异厂商设备间的通信网关.比较了修改新运动装置规约库,旧远动装置转发数据和远动装置并列过渡改造方案的性能,选择了远动装置并列过渡方案.该方案分为2个阶段:第1阶段,新、旧远动装置的数据进行双向交换,并分别将接收到的数据与自身直接采集到的数据整合为全站数据,通过不同通道上传整合数据;第2阶段,确认新、旧远动装置通信可靠、通道数据正确后,修改通信机制,由旧远动装置向新远动装置单向发送数据,所有通道切换至新远动装置.现场测试结果表明,采用该方案后,新、旧装置在各阶段运行稳定,数据上传时间满足相关规程要求.     

基于IEC61850的数字化变电站中的规约测试技术

随着数字化技术的发展,电力系统自动化也过渡到以计算机为主的数字化变电站时代。不同厂家的自动化设备趋于无缝连接,通信规约的国际化标准的出现解决了不同厂家的设备之间时以自定义的规约进行通信和操作时带来的不便。但各厂家对规约标准的理解实施程度不尽相同,因此很有必要针对国际标准规约对这些设备进行测试,从而真正实现设备的兼容性,讨论了基于IEC61850的数字化变电站中的规约测试技术,并在此基础上给出IEC61850规约测试系统实现方案,为进一步地研究数字化变电站的规约通用测试技术提供了有益的探索。     

改进传输层安全协议在提高风电场数据通信安全中的应用

首先分析风电场中数据通信的安全需求,然后依据IEC62351-3,利用改进的传输层安全(transport layer security,TLS)协议(即在原有TLS内部引入数字签名机制)防止各种威胁和攻击,实现数据通信过程中的认证、完整性、机密性和不可否认性。最后,基于OpenSSL0.9.8e开发包实现改进的TLS,并构建了利用代理模式集成改进TLS的模型,来加强风电场中数据的通信安全。     

基于口令的变电站数据与通信安全认证

依据电力系统数据与通信安全标准IEC62351,研究既能满足认证安全需求,又能保证最小的计算和传输开销,基于口令的变电站数据与通信安全认证方法。比较了几种国际上先进的安全口令技术,分析了IEC61850标准中智能电子设备（IED）访问安全模型,提出采用安全远程口令（sRP）协议实现IED访问应用关联时的安全认证。最后,以变电站自动化IED间的身份鉴别为例,介绍了SRP协议的改进方法和具体的认证过程。研究结果对在变电站自动化系统中实施IEC62351标准具有参考意义。     

SM2加密体系在智能变电站远动通信中的应用

针对智能变电站远动通信安全问题及现有的安全体系公钥算法大多采用RSA算法的现状,设计了基于IEC 62351-3的安全解决方案。分析了传输层安全(TLS)握手协议的整个流程,计算了相应的处理时间;分析如何利用缓存机制解决TLS协议作为安全传输通道连接时间过长的问题。最后,提出了基于SM2密码体系的TLS协议在智能变电站远动通信中"长连接"与"短连接"相互配合的安全策略机制,并以江苏省调度同步数字体系通信网为例,通过OPNET仿真得到通信数据总的传输延时。实验证明,该方案能有效满足智能变电站运动通信数据安全性和实时性需求。     

风电场监控通信安全解决方案

根据风电场监控通信标准IEC 61400-25提出的安全需求,深入分析了风电场监控通信过程的安全性,明确了访问控制和通信安全的重要性。依照电力系统数据和通信安全标准IEC 62351-3设计了基于角色的访问控制（RBAC）组件以实现授权和访问控制,采用开放源码MatrixSSL构建传输层安全协议（TLS）通信安全组件以满足数据交换过程的机密性、完整性及身份认证等。最后构建了集成访问控制组件和通信安全组件的代理机制模型,并以其在风电机组控制器中的应用为例阐明安全代理机制的具体实现。该解决方案遵循IEC 61400-25标准的信息模型和信息交换模型,紧密结合风电机组嵌入式环境的特点,符合IEC 62351标准,满足风电场中监控通信的安全需求。     

电力系统通信安全措施研究

电力通信安全是智能电网建设中的重要内容,基本要求是机密性、完整性、有效性和不可抵赖性。在基于IEC62351标准电力通信安全防护基础上,文章总结了电网常用电力通信安全防护技术与措施。以及实现电网通信安全的主要体系与关键技术,如PKI基础设施、IEC62351技术规范等。结合IEC62351标准下的风电场应用场景示例,提出IEC62351下的监控系统通信安全方案存在的问题。通过对电力通信安全的关键技术与应用分析,指出IEC62351下的电力通信安全依然存在潜在威胁,将是今后研究解决的重点。     

基于IEC 61850的MMS报文通信的研究

IEC 61850是国际电工委员会TC57制定的关于变电站自动化通信网络和系统的最新国际标准,当前主要采用制造报文规范作为应用层的具体通信协议,从根本上实现了智能电子设备间的互操作。文章首先介绍了MMS客户/服务器模型及其对象和服务模型,然后主要对MMS在基于TCP/IP的以太网的核心通信协议栈上的映射模型进行了分析,最后结合MMS Read报文示例详细解析了MMS实现IEC 61850通信的具体模式。     

CAN总线电能质量监测系统中的通信协议设计

通信技术是研究与开发电能质量监测系统的关键技术之一,通信的性能也直接影响着整个电能质量监测系统的性能。构建了一种基于CAN总线的分布式电能质量监测系统,为有效地实现主站与从站之间的数据通信提供了基础。为解决电能质量监测系统中大量数据传输和可靠传输的问题,提出了一种基于信息类型的CAN总线应用层协议,并设计了与信息类型配合的轮询与事件触发相结合的通信策略。运行情况表明,该系统通信稳定、可靠,效果良好。     

变电站通信报文安全认证及其实时性仿真

作为IEC 61850对等通信协议(实时通信)的安全规范,IEC 62351-6推荐采用认证保证变电站信息交换的安全性.文中基于IEC 61850数字化变电站报文和信息安全要求,提出了用扩展的安全报文实现身份认证的方法.该方法利用安全散列算法和数据加密标准(DES)加密获得扩展字段,能有效满足通信报文的保密性、完整性和...     

面向对象的用电信息系统安全通信协议设计

针对当前用电信息系统多业务并行处理能力需求,提出了一种面向对象的用电信息系统安全通信协议(OS-CP)。OSCP协议采用传输层和应用层双层加密机制实现了用电信息系统的安全防护,并将业务数据根据安全级别进行分类,不同类别的数据采用不同的安全配置模式,实现了业务数据的灵活处理。之后,采用基于博弈论的安全性证明方法证明了OSCP协议的正确性和安全性,并与传统安全通信协议做了性能比较。比较结果表明,OSCP协议的交互次数相对较少,加解密处理效率有了明显提高,安全加密模式配置更为灵活。因此,OSCP协议更适用于当前用电信息系统的业务应用需求。