數(shù)字化變電站通信安全方法的研究.pdf

1、變電站作為電網(wǎng)中電力中轉(zhuǎn)的重要節(jié)點(diǎn),擔(dān)負(fù)著電壓轉(zhuǎn)換和電能分配的重要任務(wù),變電站能否準(zhǔn)確、安全、可靠地運(yùn)行事關(guān)整個(gè)電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定?；贗EC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站采用以太網(wǎng)進(jìn)行架構(gòu),一般網(wǎng)絡(luò)所面臨的安全威脅,數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)同樣需要面對(duì),特別是GOOSE報(bào)文對(duì)實(shí)時(shí)性和安全性都提出了極高的要求,因此如何在新形勢(shì)下保障變電站報(bào)文傳輸安全就成為一項(xiàng)亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題,本文做了以下幾個(gè)方面的研究。
　　 MMS、SMV和

2、GOOSE是數(shù)字化變電站常用的三種報(bào)文,IEC61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三種報(bào)文的內(nèi)容、長(zhǎng)度、允許最壞情況下傳輸?shù)臅r(shí)間以及安全性上的復(fù)雜程度做了不同的規(guī)定,如果采用一種報(bào)文對(duì)應(yīng)一種加密算法的方法勢(shì)必增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān),且影響其互操作性,因此選取一種合適的安全算法同時(shí)滿足不同報(bào)文的安全需求就成為一項(xiàng)可取的策略。GCM認(rèn)證加密算法具有加解密速度快、無(wú)專(zhuān)利、易于軟硬件實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),特別是三種不同的加密模式:認(rèn)證、認(rèn)證加密和明文發(fā)送,能夠滿足變電站不同報(bào)文

3、的安全需求。通過(guò)分析基于IEC61580標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)文格式和基于IEC62351標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)文格式,結(jié)合兩種報(bào)文格式優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種擴(kuò)展的變電站安全通信報(bào)文模型,并通過(guò)定義報(bào)文中的保留字段實(shí)現(xiàn)了變電站報(bào)文的三種加密模式。
　　 針對(duì)數(shù)字化變電站的特殊需求環(huán)境,設(shè)計(jì)了基于GCM的數(shù)字化變電站報(bào)文安全傳輸算法,并給出了基于GCM的數(shù)字化變電站報(bào)文安全傳輸算法的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)分析和優(yōu)點(diǎn)分析,證明了其能滿足報(bào)文的實(shí)時(shí)性和安全性要求。通過(guò)分析得出,針對(duì)不