智能电网终端通信方案及安全策略研究.pdf

《智能电网终端通信方案及安全策略研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、智能电网终端通信方案及安全策略研究技术总结报告1.项目概述智能电网计划是国家电网公司2009年5月21日首次公布的，其内涵是以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，实现电力系统从发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的智能感知、智能识别、智能控制的功能，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。智能电网中的每一个用户和节点都得到实时监控，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果。智能电网可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动

2、运转的全新模式，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。智能电网的数据获取、保护和控制都需要高速、可靠的通信系统的支持，因此建立安全快捷的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时，要完成用户终端的智能控制，通信系统要和电网一样深入到千家万户，从而形成两张紧密联系的网络：电网和通信网络，以实现智能电网的建设目标。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，

3、它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。研究智能电网的通信平台和终端接入机制，需要兼顾现有条件、标准和应用需求。在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注，其一就是开放的通信架构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信；其二是统一的技术标准，它能使所有的传感器、智能电子设备(IEDs)以及应用系统之间实现无缝的通信，也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。为此，研究用户终端

4、的接入方案具有重要意义。面向用户终端的通信接入具有典型特征：节点众多，避免复杂布线；覆盖区域大；实时通信，速度快；安全可靠。随着无线通信技术的发展，尤其是宽带无线局域网的广泛应用，一些先进的无线通信技术可以应用于智能电网的终端接入。目前，在无线接入方面是多种标准并存的局面，并处于更新、演化之中。由美国英特尔公司开发的Wi-Fi是一个无线局域网(WLAN)的国际标准，占领了无线接入领域的大部分市场。从早期的802.11a,b到后来的802.11g，又到现在深受用户和厂商关注的802.11n标准，Wi-Fi协议的每个动作都引来多方面的关

5、注。然而，Wi-Fi身份认证和加密机制存在安全隐患，为推广我国自主研发的WAPI无线技术，维护国家利益，政府规定进入我国的无线数码产品取消Wi-Fi功能。在WAPI成为国际标准得到认可后，允许两种模式并存。目前已有集802.11系列协议的安全标准WEP、WPA、WPA2以及WAPI为一体的无线通信芯片问世，比如北京中电华大电子公司推出的HED06W03SP芯片，提供安全多模能力，支持WAPI/WEP/WPA/WPA2安全标准，并具有完全自主知识产权。应用具有多模能力的无线通信芯片构建基于Wi-Fi的终端接入方案，既可以利用Wi-Fi

6、的产业链优势和成熟的技术成果，又能提高安全性能，是智能电网终端无线接入的优选方案。考虑到Wi-Fi传输的距离限制，只能适用于局部范围内的终端接入，构成无线传感网络；在远程数据传输方面，可以采用GPRS、3G等现有无线通信网络实现，见图1。图1智能电网终端接入与远程通信平台初步方案因此，在智能电网终端通信方案研究中，首先需要分析终端接入方案的安全性能与缺陷，寻求解决措施；其次，要定义设备描述信息模型，实现即插即用；最后，需要在现有无线通信网络环境下，实现信息的远程传输。2.Wi-Fi技术的安全性能分析Wi-Fi是一种短距离的无线通信技

7、术，主要应用于局域网中，除个别版本使用5GHz频段外，主要使用2.4GHz频段，采用802.11协议族，实现对有限网络的延伸。Wi-Fi技术定义在OSI七层网络模型的物理层和数据链路层的MAC子层，对于数据的安全性，Wi-Fi使用WEP和WPA加密方法来实现数据加密和身份验证。2.1WEP的安全性能分析WEP（WiredEquivalentPrivacy，有线等效保护）是无线局域网协议802.11中的第一个安全加密机制，定义在数据链路层，用于无线通信中的访问控制和数据加密。2.1.1WEP的加密策略当无线工作站要访问AP（Acces

8、sPoint）时，首先要进行身份验证。无线工作站发出认证请求，AP收到请求后，生成随机内容传回。无线工作站将随机内容采用RC4算法加密后传给AP。AP将收到的内容与自身根据随机内容和加密算法计算出的数据进行比对，若相等则验证成功，并通