電力自動化終端接入網軟件平臺的應用

◆張旭東

（云南電網有限責任公司電力科學研究院 云南 650000）

配電通信接入網主要是用于通信的一種網絡系統，對于這一行業來說，這一通信業務的主要特點是廣泛，且在使用過程中可靠性很強。就當前的情況來看，我國的配電通信接入網在建設過程中大多數采用的都是光纖通信的形式，且使用的技術也是以太網源光網絡，工業以以太網技術為主，但是使用這些技術的過程中會承擔著較強的風險，例如在網絡使用過程中會出現廣播風暴，同時也可能遭受外部的攻擊，出現極大的安全隱患，從而對整個配電網絡產生極大的負面影響，嚴重的可能會造成工作信息無法正常傳輸。科學技術和經濟的發展推動了人民生活方式的變動，對用電的需求在不斷地擴大，整個配電系統的規模也在逐漸地增大，另外使用模式不再適應現代社會人民的需求，在通信方面不能滿足多樣化的需求，為了盡可能地減少上述問題的產生，逐漸演變出一種技術滿足人民群眾日益增長的需求，即基于GIS 系統的配電接入網技術。基于GIS 系統的應用技術大多是將網關設置在和路由器連接的位置，但是這種使用形式會對路由器增添很多負擔，并且要不斷加強路由器的分析技術，才能滿足大規模電網需求。

1 公共接入平臺方案

1.1 內容的構成

GIS 系統和移動終端的有機結合，能夠更好地獲取用戶的地理信息，地理信息方面的理論和相關技術也能收獲一定的發展，逐漸過渡為多樣化模式，從應用領域來說，這一拓展內容提供了發展的動力和方向。與以往的地理信息系統的區別在于，GIS 系統和移動終端進行有機結合，會將各個空間的地理信息傳輸的速度加快，更加突出配電過程中的時效性和針對性，確保電力資源被科學合理的使用。GIS 系統和移動終端主要有四個方面的結合：GIS 系統的服務器、地理空間信息的數據庫、無線通信網絡以及移動終端這四個方面，這四部分同時進行工作，充分發揮著自身的職能。

1.2 系統采用的關鍵技術

對于這一定位系統和使用的移動終端來說，這一系統主要是嵌入式的，所以這一系統的終端設備有著多樣化的特點，例如筆記本電腦、手機都可以是這一系統的移動終端。在配電系統的接入網中，移動終端的作用主要是為人民提供所需信息的數字化內容，并對這一數據信息進行及時的反饋。受到當前生活模式的影響，嵌入式技術在各種應用技術方面有著自身的獨特性，且是人們日常生活中采用的比較常見的一種技術模式，并且這一技術在配電建設過程中操作相對簡單，能夠盡可能地避免后期返修工作。在移動通訊的領域中，無線接入的類型主要有兩個方面：一方面就是通過數字化的形式借助移動電話設備來實現，另一方面則是借助局域網絡來實現。受到當前配電通訊接入網絡的影響，所采用的接入形式，主要結合實際的配電情況，并對使用的用戶進行分析和選擇。就當前的發展趨勢來看，無線接入技術主要向第二種模式發展。

在GIS 定位系統的基礎上，配電通信接入網絡采用的各種技術在不斷地發展創新，隨著科學技術的發展也逐漸演變出部分新型的應用技術，例如分布式空間數據管理技術就是其中的典型。這一應用技術是地理信息系統構建過程中比較關鍵的部分，主要分布于物理層面，并在邏輯中集中。在建設配電網絡的過程中，與通訊網絡不同的形式在于使用用戶在不斷地發生變化，且位置信息也是在不斷更替的，但是使用電量的用戶在位置的穩定性方面也比較突出，每個使用用戶產生的用電信息也是多樣化的，任何單一的數據信息都不能滿足系統數據分析的需求，因此，在地理信息系統的基礎上，對各種數據信息進行實時的搜集，才能實現分布式數據分析，才能保障居民用電的安全性和穩定性，同時能夠地對電力資源分配更加合理化

2 關鍵設備及系統

2.1 終端安全模塊

業務終端作為遠程接入的源頭和發起者，其安全性直接關系到數據傳輸及內部應用系統的安全。終端安全模塊主要包括認證模塊、硬件加解密模塊、安全通信模塊和數據接收接口，對業務終端采取身份認證和權限管理，防范非法終端對網絡資源的非授權訪問、濫用甚至破壞。

2.2 硬件加解密模塊基于硬件密碼模塊，實現對數據的鏈路級加密功能。

2.3 安全通信模塊基于國密算法實現動態密鑰協商、密鑰更換、密鑰銷毀，進行網絡層安全訪問控制，限制終端訪問主站服務，建立雙向加密隧道實現數據安全保密傳輸。

2.4 數據接收接口主要接收來自業務終端的數據報文

3 數據交換組件

數據交換組件，基于網絡處理器（Network Processor）技術，實現數據包的線速轉發功能，針對不同業務類型制定嚴格的準入制度，實現終端和業務系統安全及正確的數據雙向訪問控制，主要包括網絡安全隔離、內網資源保護、應用資源映射、數據模板定制、數據交換管理、數據內容過濾等功能模塊。

1）網絡安全隔離模塊提供第三方有線或無線網絡和電力信息網絡的安全隔離功能。

2）內網資源保護模塊實現對內網應用訪問資源屏蔽，防止非法終端窺測內網系統服務及網絡拓撲。

3）應用資源映射模塊實現終端應用數據映射和安全代理轉發，屏蔽內網真實服務，保護內網系統安全。

4）數據模板定制模塊根據業務系統特點和具體需求，進行合法的數據模板預定制，只允許符合數據模板的數據通過。

5）數據交換管理模塊提供應用數據封裝、數據源校驗、數據統計、網絡輸入輸出、數據實時交換功能。

6）數據內容過濾模塊提供數據格式的安全過濾，防止非法數據進入內網。

4 終端通信公共接入管理系統

終端通信公共接入管理系統定位于安全接入設備的統一認證及加解密管理，多業務接入網絡性能對比分析，系統包括終端接入管理、安全策略管理、統計報表管理、系統管理四大功能模塊。

1）終端接入管理模塊主要監控終端接入設備的狀態信息，對終端接入設備進行認證以及控制具體終端設備的接入，實現對本級機構所屬終端的實時接入狀態、運行狀態監控。2）安全策略管理模塊提供平臺基本信息的維護和安全及業務訪問控制策略管理，實現平臺終端業務訪問控制決策功能。

3）系統管理模塊提供平臺基本信息的維護和業務訪問控制策略管理，實現平臺終端業務訪問控制決策功能。統計報表管理模塊提供豐富的報表展現工具，對終端、設備的各種歷史統計、分析數據進行綜合展示

5 公共接入管理系統與公共接入平臺相關設備之間的數據交互

1）終端通信公共接入裝置通過建立VPN 加密隧道與公共接入管理系統通信，同時采集終端安全模塊、數據交換組件配置信息和運行數據，將公共接入裝置自身設備、接入服務和接入終端的基礎信息存儲至公共接入管理系統的數據庫中。

2）數據交換組件根據所處的安全大區及協議報文特征識別碼，配置配用電業務報文過濾規則，并向公共接入管理系統推送組件數據吞吐量、攔截報文數量等信息。

3）公共接入管理系統讀取數據庫中的內容，經過計算分析，通過網頁形式展示公共接入平臺的設備信息和接入情況。

4）公共接入管理系統通過分析公共接入裝置傳入的相關參數，檢查接入終端身份的合法性，保護接入終端不被仿冒，從而控制終端設備的安全接入

圖1 相關設備之間的數據交互

6 結語

總而言之，隨著時代的發展，科學技術的進步，智能化網絡以及智能化電網的建設都已經進入白熱化階段，也是未來發展努力的方向，如何合理地實現智能電網的自動化模式和智能化模式，是當前電網建設過程中主要研究的問題，值得關注的相關方面。將地理信息系統和配電通信接入網科學合理的結合，并和移動終端相互配合，逐漸形成一種新型的位置定位和滿足用戶信息需求的形式，能夠更加彰顯配電工作的針對性，更加滿足日益增長的居民用電需求，同時能夠更好地對電力資源優化配置，減少使用的成本。