iec62351在智能变电站通信网络中的应用研究

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1、隶劫大·粤硕士学位论文万方数据IEC62351在智能变电站通信网络中的应用研究专业名称：直氢王墨研究生姓名：芒童导师姓名：进壹堡万方数据ResearchofIEC62351ApplicationintheSmartSubstationCommunicationNetworkADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYYanTong—SupervisedbyXieJihuaDepartmentofEle

2、ctricalEngineeringSoutheastUniversity-May2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：．逊哩．主：刍东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆

3、有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。一魏舡翩躲叶吼一万方数据摘要随着信息通信技术被系统化地应用于电力的发、输、配、用各个环节，电网的智能化程度越来越高。作为电网中输电和配电的集结点，智能变电站的重要性不言而喻。包括许多电力部门人员在内，不少人都认为我国智能变电站

4、遵循内网与外部因特网从物理上隔离的安全策略，所以变电站的数据以及通信都是非常安全的，然而事实并非如此。事实上，无论是智能变电站站内通信还是外部通信，都面临着安全威胁。本文针对这些问题，研究了如何合理利用电力安全标准IEC62351，保护智能变电站的网络通信，并设计了相应的安全解决方案。首先，分析了智能变电站的信息安全现状以及面临的安全威胁，研究了基于IEC61850的智能变电站通信网络的结构、组网及报文传输；进一步地，结合电力信息安全的关键技术，提出了面对全球性的信息安全风波，我国应当建立和发展基于自主研发的国家商用密码(SM)的电力

5、信息系统，并分析了目前存在的应用问题。然后，针对智能变电站站内通信，设计了基于IEC62351-6的安全解决方案。分析了数字签名技术在SMV／GOOSE报文中的应用，根据所选择的加密芯片的性能指标计算了安全解决方案的处理时间，并通过OPNET软件对220kVD2．1型变电站及其数据流建模。仿真结果表明在百兆传输速度下，网络拓扑对传输延时的影响不大，都能满足IEC62351-6中规定的传输延时小于4ms的要求：而实际传输延时中，比重较大的是数字签名的处理时间，所以需要从硬件和软件两方面改善数字签名的性能，尽可能减小签名耗时。最后，针对智

6、能变电站远动通信系统，设计了基于IEC62351．3的安全解决方案。分析了TLS握手协议的整个流程，计算了相应的处理时间。为保证数据传输的实时性，设计了TLS握手协议在电力通信中“长连接”与“短连接”相配合的策略。以江苏省调度SDH通信网为背景，在OPNET中仿真了采用TLS安全解决方案的智能变电站在远动环境中的数据传输。结果表明，TLS“长连接”与“短连接”相配合的安全策略，完全能够同时满足调度系统远程通信的实时性和安全性要求。关键词：智能变电站；IEC6235l：信息安全；数字签名；TLS；网络仿真；实时性万方数据ABSTRACT

7、Withinformationandcommunicationtechnologiesaresystematicallyappliedinfullspectrumofelectricitygeneration，transmission，distributionanduse，ourgridisbecomingmoreintelligent．Asthebondingpointofpowertransmissionanddistribution，theimportanceofsmartsubstationisself-evident．Man

8、ypeopleincludingtheworkersofpowersystemhavetheopinionthatthedataandcommunicationofoursubstationareabsolutelysa