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,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、可靠地運行事關(guān)整個電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定。基于IEC61850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,特別是GOOSE報文對實時性和安全性都提出了極高的要求,因此如何在新形勢下保障變電站報文傳輸安全就成為一項亟待解決的問題。針對以上問題,本文做了以下幾個方面的研究。
　　 MMS、SMV和

2、GOOSE是數(shù)字化變電站常用的三種報文,IEC61850標(biāo)準(zhǔn)對三種報文的內(nèi)容、長度、允許最壞情況下傳輸?shù)臅r間以及安全性上的復(fù)雜程度做了不同的規(guī)定,如果采用一種報文對應(yīng)一種加密算法的方法勢必增加網(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滿足不同報文的安全需求就成為一項可取的策略。GCM認(rèn)證加密算法具有加解密速度快、無專利、易于軟硬件實現(xiàn)等優(yōu)點,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文

3、的安全需求。通過分析基于IEC61580標(biāo)準(zhǔn)的報文格式和基于IEC62351標(biāo)準(zhǔn)的報文格式,結(jié)合兩種報文格式優(yōu)點設(shè)計了一種擴(kuò)展的變電站安全通信報文模型,并通過定義報文中的保留字段實現(xiàn)了變電站報文的三種加密模式。
　　 針對數(shù)字化變電站的特殊需求環(huán)境,設(shè)計了基于GCM的數(shù)字化變電站報文安全傳輸算法,并給出了基于GCM的數(shù)字化變電站報文安全傳輸算法的時間開銷分析和優(yōu)點分析,證明了其能滿足報文的實時性和安全性要求。通過分析得出,針對不