序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的電力自動化通信技術(shù)中的信息安全分析樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

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(shí)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(jìn)行了詳細(xì)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(gè)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(yuǎn)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(fèi)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(gè)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(hù)費(fèi)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(yuǎn)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(bào)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(shí)時(shí)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(jìn)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(xiàng)優(yōu)勢,包括不再需要人工抄表員而降低了電力公司的運(yùn)營成本,還有基于顧客的實(shí)時(shí)能量消耗的實(shí)時(shí)計(jì)價(jià)模式。WAMR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)價(jià)功能對顧客也很有益。電力公司的實(shí)時(shí)計(jì)價(jià)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(gè)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?yàn)殡娏ο到y(tǒng)提供下列功能:①自動儀表讀取功能:WSN可以實(shí)時(shí)自動測量顧客的能量消耗。自動儀表測量還可以分為:個(gè)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(shí)時(shí)監(jiān)控選項(xiàng)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(diǎn)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),控制位于配電網(wǎng)選定點(diǎn)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(shí)間增強(qiáng)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(shí)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(gè)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(shí)地確定網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)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(fèi)用。

可以預(yù)見,隨著WAMR技術(shù)的不斷進(jìn)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(jìn)行適當(dāng)控制和監(jiān)視,以便及時(shí)采取必要的預(yù)防措施。在這方面,WSN能夠?yàn)殡娏ο到y(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(diǎn)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(shí)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(xiàng)質(zhì)量服務(wù)(QoS)指數(shù)。例如,可以計(jì)算出服務(wù)中斷的平均持續(xù)時(shí)間和平均維修時(shí)間。

2.3．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)兩個(gè)重要的考慮

2.3.1．網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)要求

傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)使用壽命、路由算法、傳感器節(jié)點(diǎn)的通信范圍等幾個(gè)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(diǎn)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?fù)浣Y(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?fù)浣Y(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?fù)浣Y(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(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)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(jī)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(jìn)行綜合分析來實(shí)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(shí)時(shí)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?fù)浣Y(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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)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(gè)點(diǎn)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(fèi)用對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造,這一點(diǎn)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(diǎn)的終端用戶更多時(shí),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(yuǎn)程控制中心之間進(jìn)行遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)自動化應(yīng)用所要求的高速遠(yuǎn)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(diǎn)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(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中時(shí),這些節(jié)點(diǎn)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(dá)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(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的自我配置特點(diǎn)對于電力系統(tǒng)自動化至關(guān)緊要,因?yàn)樗闺娏灸軌驊?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(jì)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(shí)間和空間特點(diǎn)。為改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)容量,限制無線電干擾,開發(fā)通信協(xié)議時(shí)應(yīng)使用先進(jìn)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(shí)間臨界監(jiān)視數(shù)據(jù)的截止期限的同時(shí),設(shè)計(jì)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(shí)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(shí),例如發(fā)生警報(bào)時(shí),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(qiáng)混合式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的性能,應(yīng)改進(jìn)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(jì)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(diǎn)、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(shí)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(yùn)行造成嚴(yán)重?fù)p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(jìn)或重新創(chuàng)建。在這方面,需要一個(gè)跨層設(shè)計(jì)來共同優(yōu)化主要網(wǎng)絡(luò)功能以及設(shè)計(jì)適合無線信道動態(tài)特點(diǎn)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(shí)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(gè)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(jìn)了諸多先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備，在一定程度上促進(jìn)了電力企業(yè)的發(fā)展，但同時(shí)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(jìn)行了深刻探討，重點(diǎn)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(shí)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(shí)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(hù)體系

電力通信系統(tǒng)安全防護(hù)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(yùn)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(hù)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(hù)技術(shù)對電力通信系統(tǒng)中的信心安全進(jìn)行科學(xué)有效的管理。然而其具體所要保護(hù)的對象與傳統(tǒng)的信心安全工程防護(hù)體系存在本質(zhì)上的區(qū)別，電力通信系統(tǒng)安全防護(hù)體系，更側(cè)重于管理其內(nèi)部的相關(guān)技術(shù)及機(jī)制，而傳統(tǒng)的信息安全防護(hù)體系則主要是對管理設(shè)備進(jìn)行安全防護(hù)，從管理側(cè)重點(diǎn)來看，現(xiàn)代信息安全防護(hù)體系管理中的特點(diǎn)，現(xiàn)代化的電力通信系統(tǒng)安全防護(hù)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(yùn)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(jī)遇，但同時(shí)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(yùn)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(yùn)行的重要組成部分，它是一個(gè)集合電力通信系統(tǒng)內(nèi)部各子站數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也是通信應(yīng)用系統(tǒng)與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)連接等操作的一個(gè)接口，它存在很大的安全隱患，因?yàn)橐坏┯腥肭终吖粼摴?jié)點(diǎn)或者是接口，那么整個(gè)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(yùn)行，但是整個(gè)電力通信系統(tǒng)卻無法正常運(yùn)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(yùn)行安全直接關(guān)系著整個(gè)通信自動化系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)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(yùn)行，其在運(yùn)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(hù)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(hù)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(shí)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(hù)信息安全的常用方法

電力通信自動化系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)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(jìn)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(yùn)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(yùn)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(gè)初始置換IP，利用IP將64bit數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分組，然后將具有相同功能的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行精確的計(jì)算，當(dāng)16輪轉(zhuǎn)換后將其輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè)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(jìn)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(diǎn)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(shí)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(qiáng)電力自動化通信技術(shù)中信息安全的對策

4.1 采用先進(jìn)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(qiáng)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(yùn)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(yùn)行狀況，從而確保電力通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在通信系統(tǒng)中設(shè)置防火墻，可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)目的，第一，阻止無關(guān)人員進(jìn)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(yùn)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(diǎn)，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(yùn)行狀況。

4.2 對無線通信終端進(jìn)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(diǎn)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，任意節(jié)點(diǎn)與其相鄰節(jié)點(diǎn)需要具備相同的密碼機(jī)及密碼，端端加密則是通過通信用戶雙方認(rèn)同后進(jìn)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(shí)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(hù)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(shí)，要充分考慮通信系統(tǒng)的實(shí)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(gè)電力通信自動化系統(tǒng)運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)以及對其發(fā)展趨勢進(jìn)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(jìn)行培訓(xùn)等。其系統(tǒng)能夠較完美的對權(quán)限進(jìn)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(shí)解決，在其過程中對別的節(jié)點(diǎn)不會造成任何不良的影響。相對一些重點(diǎn)運(yùn)用的是雙機(jī)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(yùn)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(jìn)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(dá)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(kuò)展性

這種擴(kuò)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(shí)”的方法來分期進(jìn)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(jì)理念讓擴(kuò)展成為現(xiàn)實(shí)。其他的軟件軟件模塊等也都可以很方便的擴(kuò)充，就象是搭積木一樣。

2.3 擁有先進(jìn)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(kuò)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(jìn)行拓廣，且能自主與系統(tǒng)及通信進(jìn)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(jì)，運(yùn)用 lient/Server 結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)中問件設(shè)計(jì)模式，根據(jù)這個(gè)多建成的中性平臺只能對中性數(shù)據(jù)進(jìn)行服務(wù)，卻不必要對數(shù)據(jù)應(yīng)用進(jìn)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(yùn)行提供可靠保障和奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，它為整個(gè)區(qū)域的電力予以能夠共用的功能協(xié)助。

2.4 擁有較強(qiáng) 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(yùn)用三層的設(shè)計(jì)理念，并利用 WEB的服務(wù)器，能夠做到多個(gè)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(bào)表等進(jìn)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(gè)方面：①電網(wǎng)信息，電網(wǎng)的時(shí)空特征是比較強(qiáng)的，這就要求要對各種各樣的變化的信息進(jìn)行監(jiān)控和收集。信息的數(shù)字化就是要實(shí)現(xiàn)共享和數(shù)據(jù)整合，這大部分都是在數(shù)字化較強(qiáng)的變電站才得以實(shí)現(xiàn)。②對通訊的控制上，這主要就是運(yùn)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(shí)、精確的信息運(yùn)用是實(shí)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(shí)惠、安全、高質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)是電網(wǎng)實(shí)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(qiáng)大的分析及作出決策能力，只有這樣才能達(dá)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(dá)到由電網(wǎng)勘查、籌劃、設(shè)計(jì)、管理、使用、保護(hù)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(yùn)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的管理并使管理全面達(dá)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(yùn)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(yùn)行體系更好的進(jìn)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(jìn)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(yùn)載容量不斷的增加接近了其極限；很多電網(wǎng)在運(yùn)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(yùn)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(qiáng)大

調(diào)度的智能化它的最大目標(biāo)就是要建成一個(gè)以廣泛的同時(shí)的信息為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與能夠在緊急時(shí)進(jìn)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(hù)及監(jiān)控、對各地區(qū)的穩(wěn)定進(jìn)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(jìn)行調(diào)度是將來電網(wǎng)不斷進(jìn)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(yùn)用最為廣泛。在一些地形比較復(fù)雜的邊遠(yuǎn)地區(qū)，無線通信方式?jīng)]有辦法實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，就多會選擇這種方式。不過它的缺點(diǎn)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(shí)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(jìn)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(shí)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(diǎn)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(shí)，它一般都是采用一個(gè)子站對應(yīng) 8 條話路或者是一個(gè) 1 對 10 的設(shè)備，它的成本是 200 萬這樣，這還不連鐵塔與機(jī)房的消費(fèi)。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(fèi)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(jì)院設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)院要不菲的一筆設(shè)計(jì)費(fèi)，這些預(yù)算時(shí)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(shí)傳輸幾百乃至上千路電話，也可以傳送圖片，并且還有較強(qiáng)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(yuǎn)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(shí)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(yuǎn)距離時(shí)就要很粗的電纜，所以它只能局部運(yùn)用。

（5）特高頻無線通信：這主要運(yùn)用于農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)，它能遠(yuǎn)距離傳輸，用起來也很方便，而且造價(jià)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(shí)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(shí)的工作中主動把它們聯(lián)系起來進(jìn)行學(xué)習(xí)，只要我們能夠把握更新更先進(jìn)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(yuǎn)程運(yùn)用，一般所指自動化遠(yuǎn)程診斷、主要功能、遠(yuǎn)程模式、遙控中的設(shè)計(jì)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(yuǎn)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(yùn)行，要求在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時(shí)候，第一時(shí)間做出反應(yīng)，在最短時(shí)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(yùn)用中便成了一種不可或缺的手段，因?yàn)樗旧淼姆€(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(yùn)行中實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)督與維護(hù)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(shí)的自動化維修，這樣的話就需要搶修人員親臨現(xiàn)場進(jìn)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(fèi)往返的人力精力和財(cái)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(fèi)時(shí)間、浪費(fèi)人力資源，處理一旦不及時(shí)，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(jì)數(shù)據(jù)表明，電力自動化設(shè)備發(fā)生死機(jī)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(jìn)行重啟，使之再投入工作。現(xiàn)在，電力自動化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程診斷方式有兩種：第一，利用自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自身診斷，達(dá)到遠(yuǎn)程的測試和診斷目的，如果遇上電力系統(tǒng)癱瘓死機(jī)，就無法使遠(yuǎn)程的維護(hù)功能得到有效運(yùn)用；第二，使用公用或者專用的通信網(wǎng)絡(luò)通道來達(dá)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(hù)量大的負(fù)面影響出現(xiàn)。因此，必須尋找一種簡易穩(wěn)定的遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)，從而達(dá)到遠(yuǎn)程的操作。

二、最便捷、少投資的電話遙控成本

我國的電話運(yùn)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(yuǎn)程遙控系統(tǒng)[2]。電話遠(yuǎn)程遙控也已廣泛運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，比如汽車短信報(bào)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(yuǎn)程控制的潛力。電話遠(yuǎn)程控制在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用僅僅是一個(gè)嘗試，不過可以借鑒其他先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，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(jī)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(yuǎn)程控制裝置實(shí)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(jià)。運(yùn)用短信來報(bào)警、遠(yuǎn)程控制工業(yè)是個(gè)很不錯(cuò)的途徑，所以也可以嘗試運(yùn)用到電力自動化中的遠(yuǎn)程維護(hù)上。

三、基礎(chǔ)技術(shù)的運(yùn)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(jī)智能控制等技術(shù)的運(yùn)用，合理地利用各種網(wǎng)絡(luò)途徑，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息互動、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程診斷。遠(yuǎn)程電話的控制核心模式是雙音多頻解碼和單片機(jī)。配合遙控驅(qū)動部件、手機(jī)電路、狀態(tài)接口采集，使得在不同的場合下運(yùn)用手機(jī)、電話進(jìn)行遠(yuǎn)程的電站自動化設(shè)備的診斷和復(fù)位等，并實(shí)現(xiàn)多路的智能控制途徑。

電話遠(yuǎn)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(yuǎn)程電話控制系統(tǒng)中設(shè)置幾部電話和手機(jī)為有權(quán)用戶，使它具有一定的“身份”功能。實(shí)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(shí)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(cuò)誤發(fā)生。

四、電話通信遙控功能實(shí)現(xiàn)

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

1.主機(jī)控制機(jī)能：電力遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的主站給遠(yuǎn)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(jī)。電力遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的控制模塊分為主機(jī)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(jī)發(fā)送短信給遠(yuǎn)端，他們可以進(jìn)行一些控制方面的查詢、環(huán)道的診斷、開關(guān)機(jī)等等。這種模塊就是利用信息進(jìn)行溝通過信息。

3.電話控制功能：具有一定的“身份”的用戶，運(yùn)用撥號或者是振鈴對遠(yuǎn)端進(jìn)行開關(guān)機(jī)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(yuǎn)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(hù)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(hù)起到推動作用。節(jié)省資源、安全可靠便捷的特點(diǎn)，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。