變電站配置的流程與技術(shù) - IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)分析研究

　　2. 2 變電站配置的流程與技術(shù)

　　配置的主要流程如圖3 所示， 配置的過程主要分為四步， 首先是廠家提供的IED 配置器工具將產(chǎn)生IED設(shè)備的ICD 能力描述文件， 然后傳遞到系統(tǒng)的子站端，根據(jù)系統(tǒng)的集成規(guī)范SSD 以及系統(tǒng)端的配置器， 生成系統(tǒng)端的描述文件SCD， 再將SCD 發(fā)送回IED 的配置器， 最終獲得IED 的配置文件CID。配置文件主要包含如何進(jìn)行通信， 在系統(tǒng)所處的位置的描述， 相關(guān)的鏈接通信節(jié)點(diǎn)， 以及報告節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)集設(shè)置等相關(guān)約定， 同時ACSI 到MMS 映射的實(shí)現(xiàn)、MMS 通信服務(wù)過程中需要借助CID 配置文件， 解析出其中相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息作為參數(shù)， 比如GOOSE 報文的接收端MAC 地址。

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圖3 配置流程圖。

　　通過采用XML 的配置可以實(shí)現(xiàn)裝置的功能自動組合， 裝置內(nèi)的程序可以通過直接修改配置文件而動態(tài)的改變裝置所具有的功能， 比如修改邏輯節(jié)點(diǎn)或者數(shù)據(jù)集等， 從而實(shí)現(xiàn)裝置側(cè)的程序通用， 對于廠家而言， 可以實(shí)現(xiàn)一個通用的通信程序， 然后根據(jù)具體特定裝置功能需求， 設(shè)計(jì)配置不同的XML 文件即可實(shí)現(xiàn)不同裝置的通信。最理想的IEC 61850 通信程序( 見圖4) 的明顯優(yōu)勢在于: 程序一次編譯完成， 可以只需要簡單的修改配置文件就可以應(yīng)用到各個裝置設(shè)備中， 綜合自動化后臺通過讀取裝置配置文件就可以自動創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)裝置接入與生成。

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圖4理想的IEC 61850 通信程序。

　　3 IEC 61850 應(yīng)用安全問題

　　IEC 61850 的應(yīng)用依賴于一個安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

　　因此， 當(dāng)前電力系統(tǒng)在解決了信息異構(gòu)集成問題后， 突出面臨的一個問題就是如何構(gòu)造一個安全的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)， WG15 已經(jīng)開始專注于電力數(shù)據(jù)和通信安全領(lǐng)域， 來保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

　　電力系統(tǒng)安全防護(hù)重點(diǎn)在實(shí)時控制系統(tǒng)， IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)在變電站分層中提出了過程層， 并在這一層也采用以太網(wǎng)通信完全替代原來傳統(tǒng)的硬接線方式。

　　由于在過程層中諸如跳閘的GOOSE 報文要求在4 ms內(nèi)到達(dá)通信接收的另一端， 與以太網(wǎng)在變電站層和間隔層相比需要保障更高的安全可靠性， 因此， 如何保障變電站內(nèi)過程層網(wǎng)絡(luò)的安全性問題比以往顯得更為突出和重要。從應(yīng)用安全的角度出發(fā)， 基于IEC 61850 的變電站通信系統(tǒng)應(yīng)具備以下防御措施:

　　( 1) 采用V PN 技術(shù)解決端到端的數(shù)據(jù)安全問題。

　　主要采用隧道技術(shù)、加解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)、使用者與設(shè)備身份認(rèn)證技術(shù)等四項(xiàng)技術(shù)來保證安全。通過安全策略和安全規(guī)則的制定， 把網(wǎng)絡(luò)劃分成不同的安全區(qū)域， 控制VPN 通道內(nèi)不同的安全區(qū)域之間的訪問， 可以進(jìn)一步減少了內(nèi)部竊聽的風(fēng)險和不安全因素， 使網(wǎng)絡(luò)的安全性得到進(jìn)一步的提升。

　　( 2) 采用SSL/ TLS 加密技術(shù)， 對變電站通信系統(tǒng)中面向連接通信機(jī)制的服務(wù)器連接進(jìn)行授權(quán)驗(yàn)證， 在對象建模中對不同用戶加入訪問權(quán)限限制， 并報告試圖進(jìn)行未授權(quán)下的訪問操作。

　　( 3) 采用SNMP( 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議) 來管理變電站通信網(wǎng)絡(luò)， 定期建立數(shù)據(jù)備份與實(shí)施冗余機(jī)制。

　　( 4) 建立入侵監(jiān)測防御措施， 建立控制中心安全策略應(yīng)對措施， 基于IEC 61850 的變電站通信系統(tǒng)控制中心應(yīng)采取多層安全機(jī)制保證， 當(dāng)受到攻擊時可以降低使用情況而不至于系統(tǒng)癱瘓。

　　除了以上從技術(shù)的角度應(yīng)對電網(wǎng)安全問題外， 還應(yīng)注意人員的管理與安全意識、工程施工等與電網(wǎng)安全運(yùn)行密切相關(guān)的因素。

　　4? 結(jié) 語

　　IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)作為未來國際變電站的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)在逐步走向成熟。本文為了IEC 61850 具體應(yīng)用中IED 設(shè)備開發(fā)的目的， 對IEC 61850 的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)， 首次提出IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)是對異構(gòu)信息進(jìn)行集成的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵， 應(yīng)用XML 技術(shù)具體對IEC 61850 中變電站的配置進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)， 包括系統(tǒng)配置文件的結(jié)構(gòu)、配置的流程， 得到了理想的IEC 61850 通信程序模型; 針對應(yīng)用IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)電力網(wǎng)絡(luò)通信的安全問題提出了建議和策略。研究為開發(fā)符合IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的變電站通信系統(tǒng)提供了依據(jù)。在中高壓綜合自動化系統(tǒng)中， IEC 61850 的性能與優(yōu)勢能得到更多的體現(xiàn)。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)可以有效地解決變電站內(nèi)設(shè)備的互操作問題， 作為一致公推的變電站標(biāo)準(zhǔn)必將給變電站自動化系統(tǒng)帶來深遠(yuǎn)的影響。

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