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電力自動化通信技術(shù)中的信息安全分析:綜述電力自動化中的無線通信技術(shù)及其應(yīng)用

摘要：筆者結(jié)合實際工作，對電力系統(tǒng)自動化無線通信網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用進行了詳細分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動化;無線通信網(wǎng)絡(luò) 傳輸 混合式網(wǎng)絡(luò)

1．無線通信的應(yīng)用

目前有數(shù)種用于電力系統(tǒng)自動化的無線通信技術(shù)，按照傳輸距離大致可以分為以下四種，即基于IEEE802.15的無線個域網(wǎng)(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(wǎng)(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(wǎng)(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(wǎng)(WWAN)。

與傳統(tǒng)有線通信網(wǎng)絡(luò)相比,無線通信技術(shù)使遠程監(jiān)控變電站具有潛在優(yōu)勢,例如:節(jié)省架設(shè)電纜的費用以及通信基礎(chǔ)設(shè)施的快速安裝。但無線通信對電磁干擾(EMI)更敏感,通常對帶寬容量和通信設(shè)備之間的最大距離有限制。此外,由于無線通信中的無線電波在空中傳播,能發(fā)生竊聽,這對通信安全是一個威脅。電力公司使用無線通信有兩種選擇:①利用現(xiàn)有的公共網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施,例如公共蜂窩網(wǎng)絡(luò),②架設(shè)專用無線網(wǎng)絡(luò)。

專用無線網(wǎng)絡(luò)可使電力公司對其通信網(wǎng)絡(luò)擁有更多的控制權(quán)。但是,專用無線網(wǎng)絡(luò)需要大量的安裝投資及維護費用。在電力自動化中,無線通信技術(shù)已經(jīng)有所應(yīng)用。最近,數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)的短信服務(wù)(SMS)功能已經(jīng)應(yīng)用于變電站的遠程控制和監(jiān)視。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的控制信道還應(yīng)用于某些基于警報的變電站監(jiān)視情形。然而,這種通信技術(shù)只適合于發(fā)送小量數(shù)據(jù)的應(yīng)用,因此不能提供變電站實時監(jiān)控應(yīng)用所需的嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。

隨著近期無線通信及數(shù)字電子技術(shù)的進步,混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)激活了可供選擇的其它可升級的無線通信系統(tǒng),能夠提供自動化應(yīng)用要求的嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。這些最新無線技術(shù)有:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、WiMAX網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

2．用于電力自動化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

2.1．無線自動儀表讀取(WAMR)

WAMR系統(tǒng)為電力行業(yè)提供了多項優(yōu)勢,包括不再需要人工抄表員而降低了電力公司的運營成本,還有基于顧客的實時能量消耗的實時計價模式。WAMR系統(tǒng)的實時計價功能對顧客也很有益。電力公司的實時計價模式要求電力公司和顧客的儀表設(shè)備之間有可依賴的雙向通信,而WSN技術(shù)通過提供低成本低功率的無線通信有效的解決了這個要求。電力控制中心通過多跳式無線通信收集來自儀表的傳感數(shù)據(jù),這種監(jiān)控系統(tǒng)為電力公司提供了靈活性?？傊?WAMR系統(tǒng)能夠為電力系統(tǒng)提供下列功能:①自動儀表讀取功能:WSN可以實時自動測量顧客的能量消耗。自動儀表測量還可以分為:個體儀表測量、群體儀表測量和全球儀表測量。在此,我們的目標(biāo)是為電力行業(yè)提供具有各種實時監(jiān)控選項的靈活管理策略。②遙測功能:電力控制中心可從智能傳感器節(jié)點獲取實時數(shù)據(jù),控制位于配電網(wǎng)選定點上的某些元件,例如,控制開關(guān)的狀態(tài)。因而,配電傳感自動化能夠通過減少故障和修復(fù)時間增強電力行業(yè)的服務(wù)。③動態(tài)配置功能:在電力自動化應(yīng)用中,即使網(wǎng)絡(luò)線路出現(xiàn)故障時也要保證測量的可靠性。因而,為了滿足應(yīng)用的可靠性要求,動態(tài)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置就顯得極其重要,例如:動態(tài)的路由選擇。在這方面,WSN的自我配置能力能夠使網(wǎng)絡(luò)動態(tài)的重新配置。④狀態(tài)監(jiān)控功能:監(jiān)控儀表設(shè)備的狀態(tài)是WAMR系統(tǒng)的另一個功能,此功能嵌入在智能傳感器內(nèi)。這一功能對于準(zhǔn)確及時地確定網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點故障會很有幫助。另外,狀態(tài)監(jiān)控功能還可以應(yīng)用于修改儀表設(shè)備的情形。例如,如果某人試圖破壞儀表設(shè)備,系統(tǒng)能夠自動通知公安局。這縮減了派出維修人員修理被破壞儀表設(shè)備的大量費用。

可以預(yù)見,隨著WAMR技術(shù)的不斷進步,這種系統(tǒng)不會再那么昂貴,并且會更加可靠。隨著低成本低功率無線傳感器的發(fā)明,無線RF通信是收集電力儀表數(shù)據(jù)最為節(jié)省成本的方式。

2.2．電力系統(tǒng)監(jiān)控

設(shè)備故障、電擊、意外事故和自然災(zāi)害等均會引起電力干擾和斷電,經(jīng)常導(dǎo)致服務(wù)長期中斷。因此,電力系統(tǒng)應(yīng)進行適當(dāng)控制和監(jiān)視,以便及時采取必要的預(yù)防措施。在這方面,WSN能夠為電力系統(tǒng)提供一種低成本的可靠的監(jiān)視系統(tǒng)。用無線傳感器節(jié)點建設(shè)的有效監(jiān)視系統(tǒng)能夠減少配電網(wǎng)故障檢測及恢復(fù)電力供應(yīng)的時間。另外,電力服務(wù)的連續(xù)性在當(dāng)今競爭激烈的電力市場中從顧客滿意度角度來看也是至關(guān)重要的。為評定電力系統(tǒng)的性能,用WSN技術(shù)可獲得幾項質(zhì)量服務(wù)(QoS)指數(shù)。例如,可以計算出服務(wù)中斷的平均持續(xù)時間和平均維修時間。

2.3．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計兩個重要的考慮

2.3.1．網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)要求

傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)使用壽命、路由算法、傳感器節(jié)點的通信范圍等幾個方面具有重要含義。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)要求包括網(wǎng)絡(luò)的物理和邏輯組織以及傳感器節(jié)點的密度。通常,傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)就是有效的覆蓋配置區(qū)域。網(wǎng)絡(luò)的邏輯和等級組織還影響能量消耗及通信協(xié)議的選擇。另外,根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)的要求,傳感器網(wǎng)絡(luò)可以是分布式組織或者群集式組織。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)要求回答下列問題來確定:

1)何種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)最適合這種應(yīng)用?(是一對一、一對多、多對一還是多對多?)

2)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)如何工作?(是主輔式、點對點、點對多點還是對等式?)

3)覆蓋區(qū)域內(nèi)最惡劣的環(huán)境條件是什么?

4)電力系統(tǒng)當(dāng)前和以后有多少變電站要監(jiān)控?

5)是否存在已知的物理障礙物、電力線或大型感應(yīng)電動機的RF干擾等潛在干擾問題?

2.3.2．應(yīng)用要求

通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳播的必需信息應(yīng)予以分類和量化。通過對電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用進行綜合分析來實現(xiàn)這些要求。下列問題可幫助電力公司確定這些要求:

1)應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量要求是什么?(要求實時監(jiān)視還是容忍延遲監(jiān)視?)

2)系統(tǒng)連續(xù)查詢信息(定期監(jiān)視)還是根據(jù)異常查詢(基于事件的監(jiān)視)?

3)傳感器數(shù)據(jù)的類型是什么?即:影像、聲音、數(shù)據(jù)?

電力自動化系統(tǒng)應(yīng)綜合確定網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用要求,以建立最適合應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。全面考慮各種選擇條件以及是否適合電力公司的應(yīng)用對于成功實施至關(guān)重要。

3．用于電力自動化的WiMAX網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(WMN)

3.1．WiMAX和無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

3.1.1．增加可靠性

在無線網(wǎng)狀區(qū)域中,無線中樞在無線連接的發(fā)送者和接收者之間提供了冗余路徑。這就排除了網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的單點故障和可能存在的瓶頸鏈接,顯著增加了通信可靠性。由于存在多重可能的可選路由,還可以保證網(wǎng)絡(luò)抗?jié)撛趩栴}的健壯性,例如:因RF干擾或障礙而產(chǎn)生的節(jié)點故障、路徑故障。因此,利用WMN技術(shù),即使在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)元件故障或網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況下,電力公司的網(wǎng)絡(luò)也可長期可靠地運行。

3.1.2．安裝成本低

由于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)只要求線路上的幾個點連接至有線網(wǎng)絡(luò),因此建設(shè)無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以降低基礎(chǔ)設(shè)施成本,并且能夠以合理費用對網(wǎng)絡(luò)進行改造,這一點在現(xiàn)今電力公司競爭激烈的環(huán)境下尤其重要。

3.1.3．較大的覆蓋區(qū)域

目前,無線局域網(wǎng)(WLAN)的數(shù)據(jù)速率通過應(yīng)用極具效率的調(diào)制配置有所增加,例如:802.11a和802.11g為54Mbps。雖然WLAN的數(shù)據(jù)速率增加了,對于具體的傳輸功率,當(dāng)來自存取點的終端用戶更多時,WLAN的覆蓋范圍和連通性都有所下降。然而,WiMAX技術(shù)可使局域控制中心與遠程控制中心之間進行遠距離通信的性能卻不會降低。因此,混合式網(wǎng)絡(luò)中的WiMAX骨干網(wǎng)可以實現(xiàn)自動化應(yīng)用所要求的高速遠距離通信。

3.1.4．自動網(wǎng)絡(luò)連通

在該混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中,無線網(wǎng)狀區(qū)域可以動態(tài)地自我組織和自我配置。換言之,網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點自動建立并保持網(wǎng)絡(luò)連通,這可為電力公司提供無縫多跳式互聯(lián)服務(wù)。例如,當(dāng)新節(jié)點加入到網(wǎng)絡(luò)中時,這些節(jié)點利用其網(wǎng)狀功能自動發(fā)現(xiàn)所有可能的路由器并決定到達控制中心的最佳路徑。此外,鑒于新的可用路由,現(xiàn)有網(wǎng)狀路由器可重新組織網(wǎng)絡(luò),從而能夠輕松擴展網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的自我配置特點對于電力系統(tǒng)自動化至關(guān)緊要,因為它使電力公司能夠應(yīng)付由顧客需求量推動的新的連通要求。

3.2．WiMAX和無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的混合式體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計關(guān)鍵

3.2.1．惡劣的監(jiān)視環(huán)境

在變電站,由于障礙及電力線和RF干擾引起的極其嘈雜的環(huán)境,無線鏈接表現(xiàn)出極為不同的時間和空間特點。為改進網(wǎng)絡(luò)容量,限制無線電干擾,開發(fā)通信協(xié)議時應(yīng)使用先進的無線電技術(shù),例如多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)、多重?zé)o線電界面和智能天線。

3.2.2．WiMAX塔臺的最佳放置

在提出的混合式體系結(jié)構(gòu)中,在符合時間臨界監(jiān)視數(shù)據(jù)的截止期限的同時,設(shè)計一種有效的低成本的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施很重要。因此,配有昂貴的RF硬件的WiMAX塔臺,應(yīng)置于配置區(qū)域的最佳位置,以便既降低基礎(chǔ)設(shè)施成本又滿足服務(wù)質(zhì)量要求。

3.2.3．靈活性支持

需要使用低反應(yīng)時間切換管理算法來支持移動設(shè)施控制器的通信服務(wù)。這樣必要時,例如發(fā)生警報時,移動設(shè)施管理器還可以本地監(jiān)視系統(tǒng)。

3.2.4．集成不同種類網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與不同無線網(wǎng)絡(luò)集成的能力有限。因此,為增強混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的性能,應(yīng)改進多重?zé)o線界面的集成能力以及網(wǎng)絡(luò)路由器的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)/橋接器功能。

3.2.5．升級性

在如今競爭性的動態(tài)市場環(huán)境下,電力公司可能很快會配置新變電站、提供更大的服務(wù)請求。因此,設(shè)計的混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠很好地升級,以適應(yīng)由顧客需求量推動的新通信要求。

3.2.6．協(xié)調(diào)的資源管理

為對無線信道特點、爭用和通信量模式的系統(tǒng)變化作出有效反應(yīng),需要分布式和協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)資源管理。這樣,才可以實現(xiàn)全系統(tǒng)的良好性和網(wǎng)絡(luò)的自我配置。

3.2.7．安全性

網(wǎng)絡(luò)中的阻斷服務(wù)攻擊可能會對配置的混合式網(wǎng)絡(luò)的運行造成嚴(yán)重損害。使用有效的加密術(shù)和密碼系統(tǒng),可以解決安全性問題。為解決所有這些現(xiàn)有的混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的問題,從物理層到應(yīng)用層的協(xié)議棧需要改進或重新創(chuàng)建。在這方面,需要一個跨層設(shè)計來共同優(yōu)化主要網(wǎng)絡(luò)功能以及設(shè)計適合無線信道動態(tài)特點的通信協(xié)議集。這樣,混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)才能夠快速確定服務(wù)中斷,及時恢復(fù)電力公司的服務(wù)。

4．結(jié)語

本文的目的在于更好的理解能夠提供適應(yīng)不同種類電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用要求的混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),為打算利用新的自動化通信技術(shù)的電力公司展示一個結(jié)構(gòu)化框架,從而更加有效地做出決策。

電力自動化通信技術(shù)中的信息安全分析:探究電力自動化通信技術(shù)中的信息安全問題

【摘要】隨著我國電力建設(shè)的不斷改革與深化，電力行業(yè)引進了諸多先進的技術(shù)及設(shè)備，在一定程度上促進了電力企業(yè)的發(fā)展，但同時也伴隨著挑戰(zhàn)。就我國電力自動化通信技術(shù)而言，其內(nèi)部就存在諸多的安全隱患，本文主要針對電力自動化通信技術(shù)中的信息安全問題進行了深刻探討，重點分析了電力自動化通信系統(tǒng)中的安全漏洞，并提出了切實可行的對策。

【關(guān)鍵詞】電力自動化通信技術(shù)；信息安全；安全隱患；對策

目前，我國電力自動化通信系統(tǒng)中的信息存在一定的安全漏洞，嚴(yán)重威脅了通信系統(tǒng)信息的安全性，面對這一現(xiàn)狀，找出其問題所在，及時采取行之有效的措施加以解決勢在必行，它是保證電力自動化通信系統(tǒng)中信息安全的重要手段。

1 電力通信系統(tǒng)安全防護體系

電力通信系統(tǒng)安全防護體系是在電力通信中常出現(xiàn)一些故障等安全隱患的情況下應(yīng)運而生的，對于電力通信系統(tǒng)而言，其主要作用是預(yù)防和處理電力通信系統(tǒng)中存在的安全漏洞。該防護體系改善了電力通信系統(tǒng)管理中的不合理因素，利用其內(nèi)部的防護技術(shù)對電力通信系統(tǒng)中的信心安全進行科學(xué)有效的管理。然而其具體所要保護的對象與傳統(tǒng)的信心安全工程防護體系存在本質(zhì)上的區(qū)別，電力通信系統(tǒng)安全防護體系，更側(cè)重于管理其內(nèi)部的相關(guān)技術(shù)及機制，而傳統(tǒng)的信息安全防護體系則主要是對管理設(shè)備進行安全防護，從管理側(cè)重點來看，現(xiàn)代信息安全防護體系管理中的特點，現(xiàn)代化的電力通信系統(tǒng)安全防護體系融入了一系列的管理策略及管理理念，降低了其對通信設(shè)備的依賴性，使電力通信系統(tǒng)更加科學(xué)合理的運行。

2 電力自動化通信系統(tǒng)中存在的安全隱患

電力自動化通信技術(shù)在電力企業(yè)已經(jīng)廣泛推廣開來，它給電力企業(yè)帶來了一定的發(fā)展機遇，但同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)，電力自動化通信技術(shù)中的信息安全存在一定的安全漏洞影響了電力通信系統(tǒng)的正常運行，以下是筆者總結(jié)的關(guān)于電力自動化通信系統(tǒng)中存在的主要安全隱患。

2.1 電力通信系統(tǒng)中心站的安全隱患

中心站是電力通信系統(tǒng)運行的重要組成部分，它是一個集合電力通信系統(tǒng)內(nèi)部各子站數(shù)據(jù)的節(jié)點，同時也是通信應(yīng)用系統(tǒng)與外部進行數(shù)據(jù)收發(fā)連接等操作的一個接口，它存在很大的安全隱患，因為一旦有入侵者攻擊該節(jié)點或者是接口，那么整個通信系統(tǒng)的操作數(shù)據(jù)就會呈現(xiàn)在入侵者面前，從而無法保證通信系統(tǒng)內(nèi)部的信息安全。不僅如此，若中心站出現(xiàn)問題，那么通信系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)雖然可以正常運行，但是整個電力通信系統(tǒng)卻無法正常運行，它們之間屬于一種互為連帶的關(guān)系。中心站是電力通信系統(tǒng)的關(guān)鍵與核心，它的運行安全直接關(guān)系著整個通信自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。

2.2 電力通信系統(tǒng)無線終端的安全隱患

無線終端是電力通信系統(tǒng)中最基本的構(gòu)造，它是利用通信系統(tǒng)的子站與中心站之間的相互配合進行通信的，電力通信系統(tǒng)內(nèi)部有若干條無線終端，然而數(shù)據(jù)越多，越容易影響電力通信系統(tǒng)的運行，其在運行中也有一些潛在的安全隱患。就電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)來講，保護系統(tǒng)中的信息安全與該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)其地位是相同的，要提高保護系統(tǒng)中信息的安全性，就要確保電力通信系統(tǒng)的安全訪問，要讓信息具備一定的識別性，對于應(yīng)該看到信息的人可以讓其隨意查看信息，而對于有非法意圖者則應(yīng)該及時攔截，阻止其查看信息，以此來提高電力通信系統(tǒng)的安全性。

3 電力通信系統(tǒng)中保護信息安全的常用方法

電力通信自動化系統(tǒng)運行常出現(xiàn)一些安全漏洞，對于該問題電力企業(yè)常用的解決方法就是運用算法加密技術(shù)，對通信過程中的發(fā)送方要發(fā)出的信號進行加密，將其內(nèi)部數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)化成不可識別的密文，當(dāng)接收方收到文件后運用與之相對應(yīng)的解密算法將其轉(zhuǎn)化為可識別的明文，如今在電力通信系統(tǒng)中運用的算法加密技術(shù)包含兩種加密方式，以下是對這兩種加密方式的介紹：

3.1 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)算法

數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)算法簡稱DES算法，該算法其明文分組長是64bit，密匙長是56bit，該加密方式對明文的處理首先需要一個初始置換IP，利用IP將64bit數(shù)據(jù)進行重新分組，然后將具有相同功能的數(shù)據(jù)進行16輪轉(zhuǎn)換，當(dāng)然每輪在置換或者代換過程中都需要進行精確的計算，當(dāng)16輪轉(zhuǎn)換后將其輸出的數(shù)據(jù)進行左右分割，并交換次序。其次，當(dāng)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)調(diào)換順序后在利用一個逆初始置換IP-1，這樣就得到了64bit密文，對電力通信系統(tǒng)中的信息就可以進行加密操作了。

3.2 公開密匙算法

公開密匙加算法屬于一種非對稱性密匙算法，其中包含了兩種密匙，一種是公共密匙，另一種則是專用密匙，兩者之間有著密不可分的關(guān)系，它們之間相互配合才能保證電力通信系統(tǒng)中信息的安全性。電力通信用戶要保障信息及專用密匙的安全，就要將公共密匙出去，并且公共密匙只能用專用密匙來解密，具有唯一性。公開密匙算法與數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)算法的最大不同點就是公開密匙算法不需要連接密匙服務(wù)器，操作較為簡單，簡化了密匙管理。

總而言之，兩種加密方法存在本質(zhì)上的區(qū)別，在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)選擇與實際情況相符的加密方式，從而確保通信自動化系統(tǒng)中信息的安全性。

4 加強電力自動化通信技術(shù)中信息安全的對策

4.1 采用先進的防火墻技術(shù)

防火墻技術(shù)主要是針對中心站所存在的安全隱患設(shè)立的，它能夠作為不同網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)安全域之間的信息出入口，從而全面控制信息的流入與輸出，其本身具有較強的功能性及抗攻擊性，它主要為電力通信系統(tǒng)中的信息提供安全保障。防火墻中一般包含三種設(shè)備，分別是分離器、限制器及分析器，在電力自動化系統(tǒng)中運用防火墻技術(shù)能夠有效監(jiān)控電力通信系統(tǒng)的整體運行狀況，從而確保電力通信系統(tǒng)的安全運行。在通信系統(tǒng)中設(shè)置防火墻，可以實現(xiàn)四個目的，第一，阻止無關(guān)人員進行通信系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，它能夠自動阻止非法用戶，剔除運行中的不安全服務(wù)；第二，它能夠防御入侵者侵犯通信系統(tǒng)中的防御設(shè)備，具有一定的防御功能；第三，對于一些特殊站點，它能夠自動化的限定通信用戶的訪問，避免非法入侵的現(xiàn)象；第四，其具有一定的監(jiān)控功能，能夠全面監(jiān)控通信系統(tǒng)運行狀況。

4.2 對無線通信終端進行多層次加密

通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加密一般分為鏈路加密、端端加密及混合加密三種方式，鏈路加密是指通過對網(wǎng)絡(luò)中兩相鄰點之間的數(shù)據(jù)進行加密，任意節(jié)點與其相鄰節(jié)點需要具備相同的密碼機及密碼，端端加密則是通過通信用戶雙方認(rèn)同后進行數(shù)據(jù)加密，混合加密則是將以上兩種加密方式結(jié)合在一起，實現(xiàn)多層次加密，從而加大對電力通信系統(tǒng)中信息的保護力度。

由于不通電力企業(yè)其內(nèi)部的自動化系統(tǒng)也有所不同，因此在選擇加密方式時，要充分考慮通信系統(tǒng)的實際狀況，選擇合理的加密方式，從而為電力通信系統(tǒng)中的信息提供安全保障。

5 總結(jié)

電力通信自動化系統(tǒng)中的信息安全是電力企業(yè)尤為關(guān)注的問題，它直接關(guān)系著整個電力通信自動化系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。中心站是通信系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，對其內(nèi)部的信息安全要重點把握，要保證通信系統(tǒng)中的信息安全需要選擇適合的加密方式，將其應(yīng)用到系統(tǒng)中從而提高電力通信自動化系統(tǒng)中的信息安全性。

電力自動化通信技術(shù)中的信息安全分析:對電力自動化系統(tǒng)與通信技術(shù)的探討研究

【摘 要】本文簡單的闡述了電力自動化系統(tǒng)特點以及對其發(fā)展趨勢進行了探究

【關(guān)鍵詞】電力 自動化 通信技術(shù)

1. 電力自動化系統(tǒng)里具備的功能

電力自動化系統(tǒng)的主要功能有：收集重要的數(shù)據(jù)、對信息的整理和對相關(guān)的人員進行培訓(xùn)等。其系統(tǒng)能夠較完美的對權(quán)限進行管理。而且能準(zhǔn)確快速的對自身問題做出反應(yīng)和及時解決，在其過程中對別的節(jié)點不會造成任何不良的影響。相對一些重點運用的是雙機熱備用，這樣就能使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定可靠。且他們的服務(wù)器在工作里就能相互幫助，及其中一臺出現(xiàn)問題另一臺就會自動接收它的數(shù)據(jù)，這樣就可以保證系統(tǒng)的有序運行。

2. 電力自動化系統(tǒng)的特征

2.1 具有開放性

供電公司在其系統(tǒng)調(diào)度過程中能遵守其該有的標(biāo)準(zhǔn)。做到系統(tǒng)內(nèi)部自動升級，并且很開放，可以支持第三方開發(fā)，也可以與別的廠家的系統(tǒng)進行對接。由于很多廠家都用同類的標(biāo)準(zhǔn)，所以供電公司能獲得比較廣泛空間來配置系統(tǒng)，這樣就可以達到各種各樣的要求。能夠跨平臺充分表現(xiàn)其具有開放性。

2.2 系統(tǒng)具有可擴展性

這種擴展性讓一些用戶在選擇過程中，按“自己的發(fā)展，分步驟落實”的方法來分期進行，這可以免除資金的一次性投入太大。系統(tǒng)的層次分明，逐步分級等設(shè)計理念讓擴展成為現(xiàn)實。其他的軟件軟件模塊等也都可以很方便的擴充，就象是搭積木一樣。

2.3 擁有先進的系統(tǒng)平臺

不僅豐富了系統(tǒng)服務(wù)定義的內(nèi)涵，且為內(nèi)部不斷擴大的各部門系統(tǒng)網(wǎng)的 Intranet 及與外層 Internet 的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)引入隱含的效能，讓客戶可以比較靈活對應(yīng)用進行拓廣，且能自主與系統(tǒng)及通信進行對接。因此，供電公司調(diào)度自動化系統(tǒng)采用持續(xù)開放的通用網(wǎng)絡(luò)平臺，即 SuperOpen 平臺的設(shè)計，運用 lient/Server 結(jié)構(gòu)，強調(diào)中問件設(shè)計模式，根據(jù)這個多建成的中性平臺只能對中性數(shù)據(jù)進行服務(wù)，卻不必要對數(shù)據(jù)應(yīng)用進行思考。

平臺能把上面的應(yīng)用與底層的支撐間隔開來，給系統(tǒng)的平穩(wěn)高效運行提供可靠保障和奠定堅實基礎(chǔ)，它為整個區(qū)域的電力予以能夠共用的功能協(xié)助。

2.4 擁有較強 WEB瀏覽能力

供電公司的自動化調(diào)度平臺能給大功能的 WEB 的瀏覽能力提供支持。運用三層的設(shè)計理念，并利用 WEB的服務(wù)器，能夠做到多個客戶對動態(tài)及靜態(tài)數(shù)據(jù)、各種圖形、不同的線形及報表等進行查詢。

3. 電力自動化的未來的形勢

3.1 建成過得硬的數(shù)字化功能

信息化正在被不斷的滲透和普遍化，更多的人和企業(yè)開始注重電站或電網(wǎng)在數(shù)字化方面的開放與投入。而數(shù)字化有包含信、通信、決策和管理四個方面：①電網(wǎng)信息，電網(wǎng)的時空特征是比較強的，這就要求要對各種各樣的變化的信息進行監(jiān)控和收集。信息的數(shù)字化就是要實現(xiàn)共享和數(shù)據(jù)整合，這大部分都是在數(shù)字化較強的變電站才得以實現(xiàn)。②對通訊的控制上，這主要就是運用于數(shù)字化變電站和主站或者集控中心間的通訊。流暢、迅速、妥當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)氛圍與及時、精確的信息運用是實現(xiàn)數(shù)字化的電網(wǎng)控制思考作出反應(yīng)的先決條件。③決策，讓電網(wǎng)能夠擁有穩(wěn)定、實惠、安全、高質(zhì)運轉(zhuǎn)是電網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)字化的最基本目標(biāo)，這就要求我們一定要擁有比較強大的分析及作出決策能力，只有這樣才能達到既定的目標(biāo)。④管理：這就包含對設(shè)備的生產(chǎn)及使用等很多的基本數(shù)據(jù)等各類應(yīng)用系統(tǒng)的建造，并且要達到由電網(wǎng)勘查、籌劃、設(shè)計、管理、使用、保護等所有的環(huán)節(jié)的信息化。數(shù)字化的目標(biāo)是利用電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)采集、處理、通信和信息綜合利用的框架建立分區(qū)、分層和分類的數(shù)字化。最終實現(xiàn)系統(tǒng)性的管理并使管理全面達到數(shù)字化。

3.2 市場化前景廣闊

電力市場化改革也給電力系統(tǒng)運行和控制帶來一連串的新問題。因此，我們要將來的自動化系統(tǒng)與自身的市場的運行體系更好的進行結(jié)合，在過去的 EMS與 WAMS 中加入更多的市場因素，這其中包含對目前市場下的電網(wǎng)安全分析的理論研究，及對過往的EMS的分析能力進行深入的研究。當(dāng)然也還存在很多的約束發(fā)展的因素，如：電網(wǎng)的運載容量不斷的增加接近了其極限；很多電網(wǎng)在運行還在保密中，他們的一些數(shù)據(jù)及信息采集不夠；電網(wǎng)的堵塞情況不斷加??；市場的不恰當(dāng)運行使系統(tǒng)性能下降等等。

3.3 系統(tǒng)調(diào)度的智能化功能不斷強大

調(diào)度的智能化它的最大目標(biāo)就是要建成一個以廣泛的同時的信息為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)維護與能夠在緊急時進行一體化控制的新理論與技術(shù)，對系統(tǒng)的元件景象保護及監(jiān)控、對各地區(qū)的穩(wěn)定進行監(jiān)理的系統(tǒng)、發(fā)現(xiàn)危急情況的控制系統(tǒng)等擁有多層防御能力的復(fù)合的多功能體系。通過智能進行調(diào)度是將來電網(wǎng)不斷進行的必由之路。

3.4 目前電力系統(tǒng)常采用的集中通信方式

通信系統(tǒng)自出現(xiàn)就英語電力系統(tǒng)如影隨形，下面我簡單說一下電力系統(tǒng)的集中通信方式：

（1）以電線為載體的通信：這種方式的最大好處就在于不需要另外的通通信的線路，這樣可以節(jié)省成本，目前運用最為廣泛。在一些地形比較復(fù)雜的邊遠地區(qū)，無線通信方式?jīng)]有辦法實現(xiàn)的時候，就多會選擇這種方式。不過它的缺點也是非常大的：①不怎么可靠，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)問題，通信立即就會失去信號，而這時可能恰恰有最需要通話；②它的通信容量太??；③這種方式的語言效果較差，數(shù)據(jù)的傳送速度也不高，沒辦法進行圖片的輸送，并且在這種方式還需要有音頻電纜的協(xié)助才能最終實現(xiàn)通信功能，也因此它正在慢慢的被替代。

（2）常用的微波通信：它的優(yōu)點有：輸送的容量比較大，質(zhì)量也比較優(yōu)秀，有較為靈活的配置，現(xiàn)在 220KV以上的變電站大多使用這種。這種方式曾經(jīng)風(fēng)靡一時，它一般都是采用一個子站對應(yīng) 8 條話路或者是一個 1 對 10 的設(shè)備，它的成本是 200 萬這樣，這還不連鐵塔與機房的消費。這種方式語音的傳送，而數(shù)據(jù)的輸送就比較差了；而且它對周圍的環(huán)境有較高的要求，如果有山或者高大的建筑就會信號中斷；還有一筆費用也的考慮，就是這種通信網(wǎng)的建立必須要現(xiàn)場考察然后在找設(shè)計院設(shè)計，而設(shè)計院要不菲的一筆設(shè)計費，這些預(yù)算時都的考慮。

（3）光纖通信：這種最大的特征就是容量很大，速度很快，而且在一根光纖里能夠同時傳輸幾百乃至上千路電話，也可以傳送圖片，并且還有較強的抗電磁干擾性能，可以高品質(zhì)通信。但是它的投入太大，特別是遠距離的施工，并且它要收而且通信質(zhì)地形影響。所以這種主要適合在干線通信或者對容量要求大的地方。

（4）有線音頻電纜通信：這是用模擬方式的有線通信，在數(shù)據(jù)傳送時要加調(diào)制解調(diào)器，比較適合近距離。但是它的抗干擾能力特別的差，容易被雷擊，用于遠距離時就要很粗的電纜，所以它只能局部運用。

（5）特高頻無線通信：這主要運用于農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)，它能遠距離傳輸，用起來也很方便，而且造價不高。確定就是抗干擾差，信號不穩(wěn)，傳輸速度慢。以上的通訊方式都與電力系統(tǒng)息息相關(guān)，在選擇時要認(rèn)真的思考，慎重的決定。

4.結(jié)論

現(xiàn)代的通信技術(shù)與電力自動化的系統(tǒng)是息息相關(guān)、密不可分的。我們要在平時的工作中主動把它們聯(lián)系起來進行學(xué)習(xí)，只要我們能夠把握更新更先進的知識，我們一定能夠把握通信技術(shù)及電力系統(tǒng)發(fā)展的方向。

電力自動化通信技術(shù)中的信息安全分析:探討現(xiàn)代電話通信技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用

【摘要】文章主要分析固定電話的短信、振鈴、短信號碼過濾和移動電話的通信技術(shù)在電力自動化中的遠程運用，一般所指自動化遠程診斷、主要功能、遠程模式、遙控中的設(shè)計思想方面的特征，描述電話在電力自動化中的積極效果。

【關(guān)鍵詞】通信技術(shù)；遠程應(yīng)用；電力自動化

電網(wǎng)系統(tǒng)與電力調(diào)度自動化的運行，要求在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時候，第一時間做出反應(yīng)，在最短時間之內(nèi)做出處理?，F(xiàn)代電話通信技術(shù)在電力自動化的運用中便成了一種不可或缺的手段，因為它本身的穩(wěn)定、安全、準(zhǔn)確、迅速特性使得它在電力自動化中的應(yīng)用，目前它也是目前電力自動化在生產(chǎn)運行中實行遠程監(jiān)督與維護的理想手段。

一、電話技術(shù)的作用

現(xiàn)在的電網(wǎng)發(fā)展中，很多變電站出現(xiàn)無人值班現(xiàn)象[1]，其中調(diào)度工作起著很大起的作用。變電站的自動化設(shè)備是需要不斷地工作的，但是會出現(xiàn)一些原因，導(dǎo)致自動化設(shè)備的數(shù)據(jù)出現(xiàn)中斷，這樣就嚴(yán)重影響了調(diào)度員調(diào)度以及集控站值班員的操作與觀察。日常問題的出現(xiàn)，需要及時的自動化維修，這樣的話就需要搶修人員親臨現(xiàn)場進行搶修工作，一系列的檢修、診斷、障礙處理，處理這些問題需要花費往返的人力精力和財力，如果在傳輸過程中又出現(xiàn)問題，就又要維修人員再次返回現(xiàn)場，浪費時間、浪費人力資源，處理一旦不及時，就會使得電力系統(tǒng)的工作效率低下。有關(guān)故障處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，電力自動化設(shè)備發(fā)生死機的現(xiàn)象頻率很高，這使得維修人員必須親臨現(xiàn)場對設(shè)備進行重啟，使之再投入工作?，F(xiàn)在，電力自動化系統(tǒng)的遠程診斷方式有兩種：第一，利用自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進行自身診斷，達到遠程的測試和診斷目的，如果遇上電力系統(tǒng)癱瘓死機，就無法使遠程的維護功能得到有效運用；第二，使用公用或者專用的通信網(wǎng)絡(luò)通道來達到診斷的效果，這樣就需要組建主分站測試診斷裝備，這導(dǎo)致系統(tǒng)投資大、維護量大的負面影響出現(xiàn)。因此，必須尋找一種簡易穩(wěn)定的遠程維護系統(tǒng)，從而達到遠程的操作。

二、最便捷、少投資的電話遙控成本

我國的電話運用較為普遍，各種系統(tǒng)的相互配合也比較常見，例如電話預(yù)定、電話充值、電弧購物、電話通訊遠程遙控系統(tǒng)[2]。電話遠程遙控也已廣泛運用在各個行業(yè)當(dāng)中，比如汽車短信報警、電器遙控等等，雖說如此，目前還是有一定的距離，它沒有完全發(fā)揮電話遠程控制的潛力。電話遠程控制在電力系統(tǒng)中的運用僅僅是一個嘗試，不過可以借鑒其他先進經(jīng)驗，再針對性上具有較大的突破，比如來電顯示、DTMF撥號編碼技術(shù)、短信技術(shù)、單片機的智能控制技術(shù)方面，可以利用編碼控制原理和信息傳送技術(shù)讓遠程控制裝置實現(xiàn)智能化和互動化。毫無地域限制的無限短信通信不僅靈活方便，并且比較廉價。運用短信來報警、遠程控制工業(yè)是個很不錯的途徑，所以也可以嘗試運用到電力自動化中的遠程維護上。

三、基礎(chǔ)技術(shù)的運用

在電力自動化過程中，電話控制模塊采用來電顯示、短信、DTMF撥號編碼、單片機智能控制等技術(shù)的運用，合理地利用各種網(wǎng)絡(luò)途徑，實現(xiàn)遠程信息互動、遠程控制、遠程診斷。遠程電話的控制核心模式是雙音多頻解碼和單片機。配合遙控驅(qū)動部件、手機電路、狀態(tài)接口采集，使得在不同的場合下運用手機、電話進行遠程的電站自動化設(shè)備的診斷和復(fù)位等，并實現(xiàn)多路的智能控制途徑。

電話遠程控制的安全防范主要是使用電話號碼過濾器，預(yù)先在遠程電話控制系統(tǒng)中設(shè)置幾部電話和手機為有權(quán)用戶，使它具有一定的“身份”功能。實現(xiàn)訪問與控制的安全，攔截陌生號碼。此外，在模式中設(shè)立指令內(nèi)容，實現(xiàn)短信過濾功能，如果接收到的指令不同于預(yù)設(shè)的指令，那么就難以驅(qū)動系統(tǒng)，這樣就可以防止錯誤發(fā)生。

四、電話通信遙控功能實現(xiàn)

電力系統(tǒng)的電話控制模塊，符合實際需求和電網(wǎng)自動化的特點，其功效如下：

1.主機控制機能：電力遠程控制系統(tǒng)的主站給遠端的控制模塊發(fā)送指令，對一些開關(guān)的狀態(tài)測試和查詢、通道的診斷以及開關(guān)機。電力遠程控制系統(tǒng)的控制模塊分為主機和分站的維修人員[3]。

2.短信控制功能：在系統(tǒng)中，有權(quán)人員才可以通過手機發(fā)送短信給遠端，他們可以進行一些控制方面的查詢、環(huán)道的診斷、開關(guān)機等等。這種模塊就是利用信息進行溝通過信息。

3.電話控制功能：具有一定的“身份”的用戶，運用撥號或者是振鈴對遠端進行開關(guān)機控制以及診斷等。

4.安全功能：對一些非“身份”的用戶具有攔截功能，就防止了其他信息的干擾。

五、結(jié)語

自動化遠程設(shè)備的電話通訊控制，符合電網(wǎng)調(diào)度的自動化安全需求和電力系統(tǒng)的供電保障，屬于一種自動化設(shè)備維護及智能處理的簡易輔助手段，對電力企業(yè)的設(shè)備自動化管理的維護起到推動作用。節(jié)省資源、安全可靠便捷的特點，使得電力自動化系統(tǒng)能夠更快捷、準(zhǔn)確地使故障得到順利解決。