遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

孫 傲

皖江物流(集團(tuán))股份有限公司潘三電廠設(shè)備管理部

遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

孫 傲

皖江物流(集團(tuán))股份有限公司潘三電廠設(shè)備管理部

隨著電網(wǎng)的不斷廣大，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性已經(jīng)直接影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電站作為電網(wǎng)不可缺少的組成部分，應(yīng)保證電站遠(yuǎn)動(dòng)通信可靠，以提高調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性。而遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)是根據(jù)國(guó)家電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)要求，針對(duì)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信應(yīng)急恢復(fù)、臨時(shí)調(diào)試通道和不具備電力通道條件的安全接入而設(shè)計(jì)的。基于此，本文主要對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討。

遠(yuǎn)動(dòng)通信；安全網(wǎng)關(guān)；調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；應(yīng)用

1 、前言

電力系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)及調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)是整個(gè)電力系統(tǒng)中控制的核心。不但能調(diào)度自動(dòng)化，還能對(duì)系統(tǒng)中的交互性和智能化有效的提升，并且還對(duì)電力系統(tǒng)的電力運(yùn)用的事業(yè)有著促進(jìn)的作用。變電站自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)信息調(diào)試是新建變電站投產(chǎn)前必須完成的工作，以往必須等到變電站配套光纖通道開(kāi)通后才能調(diào)試。因此，開(kāi)通主站與新變電站之間基于“公網(wǎng)”的臨時(shí)調(diào)試通道顯得尤為迫切，HRYD-3000遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)帶來(lái)了解決問(wèn)題的有效手段。

2 、遠(yuǎn)動(dòng)及調(diào)度自動(dòng)化

遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)傳輸原理和編碼理論以及信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)等都是最基本技術(shù)原理，并且遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)還是綜合性的技術(shù)，其中包括遙信信息、遙測(cè)信息、遙調(diào)信息和遙控信息都是遠(yuǎn)動(dòng)信息。在遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸中有兩種模式，其中包括循環(huán)數(shù)字傳輸模式和問(wèn)答傳輸模式。其中專用的有線信道、復(fù)用電力線載波信道、無(wú)線電信道和微波信道以及光纖信道等都是最常用的遠(yuǎn)動(dòng)信道。通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)終端對(duì)信息的采集，也是遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)中段，主要應(yīng)用于控制和監(jiān)控以及數(shù)據(jù)的采集。有遙信、遙調(diào)、遙測(cè)和遙控的功能。

3 、遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

3.1技術(shù)特點(diǎn)

3.1.1通道通信方式。選擇GPRS/CDMA的無(wú)線公網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)臨時(shí)通道具備如下優(yōu)勢(shì)：便攜性強(qiáng)，只要GPRS/CDMA/3G信號(hào)覆蓋的地方隨到隨用；通道成本低，不需進(jìn)行專門布線，投資少、升級(jí)維護(hù)成本低；實(shí)時(shí)性強(qiáng)，實(shí)時(shí)在線，時(shí)延小于2s，滿足遠(yuǎn)動(dòng)通信通道時(shí)延要求；傳輸速率高，GPRS/CDMA/3G實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40kbps以上，能滿足遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速率(≥10kbps)的需求；通信費(fèi)用低，運(yùn)營(yíng)成本低(200元/月)。

3.1.2安全防護(hù)要求。由于公網(wǎng)通信存在管理疏忽及外部攻擊等安全隱患，因此，電監(jiān)會(huì)《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)方案》對(duì)使用公網(wǎng)通信的提出了相關(guān)要求，即：“遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先使用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，其次可以選用專用通道，再次可以選用公網(wǎng)，但是使用公網(wǎng)時(shí)通信必須加密”，因此，能否解決公網(wǎng)運(yùn)用于電力系統(tǒng)臨時(shí)通道的安全性是本方案的技術(shù)重點(diǎn)。

3.1.3通道設(shè)備。HRYD-3000遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)是針對(duì)電力系統(tǒng)使用公網(wǎng)通信接入而專門設(shè)計(jì)的。設(shè)備采用工業(yè)級(jí)硬件、電力調(diào)度數(shù)字證書(shū)、防火墻、VPN等安全技術(shù)，對(duì)遠(yuǎn)程通信設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，對(duì)傳輸信息進(jìn)行加密和數(shù)字簽名，降低電力系統(tǒng)下使用公網(wǎng)通信的安全風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)通信的機(jī)密性、完整性及真實(shí)性的保護(hù)，抵御外部人員對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)起的惡意破壞和攻擊，提高自動(dòng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)強(qiáng)度。

(1)安全防護(hù)措施。HRYD-3000遠(yuǎn)動(dòng)通信安全網(wǎng)關(guān)采用“網(wǎng)絡(luò)隔離、身份認(rèn)證、傳輸加密、權(quán)限受控”的措施來(lái)進(jìn)行公網(wǎng)安全防護(hù)，主要特點(diǎn)如下：將電力系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)與傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的公網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離；在遠(yuǎn)動(dòng)通信通道建立的過(guò)程中進(jìn)行基于調(diào)度數(shù)字證書(shū)的身份驗(yàn)證；所有通信數(shù)據(jù)采用密文傳輸，保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性、不可否認(rèn)性；對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的相關(guān)權(quán)限可以根據(jù)策略進(jìn)行控制。

(2)設(shè)備參數(shù)指標(biāo)。電源接口：AC220V±30%50Hz±5%；設(shè)備可安裝于19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，也可用于便攜；網(wǎng)絡(luò)接口：2路 10/100M網(wǎng)絡(luò)接口；配置接口：1路RS-232串口；遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備接口：1路RS-232串口、1路RS-485串口，速率600、1200、4800、9600、19200、38400、57600、115200；通道接口：支持GPRS/CDMA/PSTN/衛(wèi)星電話等多種公網(wǎng)通道GRPS40kbps，CMDA100kbps，3G在測(cè)試中理論上能達(dá)到500kbps，GPRSCDMA的上傳下載是一樣的，3G的上傳速率目前測(cè)試是50k字節(jié)左右，下載300k字節(jié)，如果遠(yuǎn)動(dòng)兩端都用3G網(wǎng)卡，則雙方通信只有50k字節(jié)左右；通道轉(zhuǎn)發(fā)增加延遲：＜300ms(公網(wǎng)通道延時(shí)未計(jì))；滿負(fù)荷數(shù)據(jù)包丟棄率：0；串口支持通信速度：600～19200bps(根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的實(shí)際需求而定)。

3.2系統(tǒng)組成

運(yùn)動(dòng)臨時(shí)調(diào)試通道系統(tǒng)包含1套主站安全網(wǎng)關(guān)及1套子站安全網(wǎng)關(guān)，設(shè)備分別安裝在調(diào)度系統(tǒng)主站機(jī)房及新建變電站主控室，通道示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 通道系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)通信流程：變電站遠(yuǎn)動(dòng)通信主機(jī)通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)與子站安全網(wǎng)關(guān)相連，安全網(wǎng)關(guān)基于電力調(diào)度數(shù)字證書(shū)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行身份認(rèn)證，協(xié)議封裝加密后通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到主站安全網(wǎng)關(guān)再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行身份認(rèn)證、協(xié)議封裝解密、安全隔離等措施后通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)與主站EMS系統(tǒng)前置通信系統(tǒng)連接。

4 、結(jié)語(yǔ)

與以往的光纖臨時(shí)通道建設(shè)相比，GPRS/CDMA無(wú)線通信時(shí)間段，投資少，靈活性強(qiáng)。自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)信息調(diào)試可以在變電站投產(chǎn)前期提前介入，及早發(fā)現(xiàn)信號(hào)傳輸錯(cuò)誤，并且從實(shí)踐中解決了新建變電站地域分散廣、光纖通道架設(shè)周期長(zhǎng)，進(jìn)而延誤了信號(hào)核對(duì)工作等諸多問(wèn)題。

[1]周宇植.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化廠站端調(diào)試檢修.[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010

[2]張明光，陳玉武，牛群峰.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)及調(diào)度自動(dòng)化[M].北京：中國(guó)電力出版社，2013.