IEC 60870-5-104远动协议的一种安全报文探讨

随着电力系统网络化的发展，很多调度主站和变电站远程终端设备(RTU)的通信已经逐步采用以太网，国际电工委员会(IEC)于1998年8月制定了 IEC60870-5-104协议，该协议的目的是将原有的 IEC60870-5-101远动协议用于 TCP/IP 网络。通过 TCP/IP 网络传输远动信息也带来了一系列安全问题，其不安全因素主要体现在对远动报文的窃听、篡改和伪造等3个方面，解决方法在于调度主站及厂站 RTU 的身份认证与远动报文信息的加密。为此，应用信息安全技术对IEC60870-5-104应用协议数据单元(APDU)及其传输模式进行了研究，在不改变原有报文传输模式的情况下提出了一种安全报文的设想，在一定程度上能有效地满足信息保密与安全认证的需要。

IEC 104规约中程序化控制的扩展应用

结合浙江省电力调度主站对变电站设备进行程序化控制的需求,对IEC 104规约进行扩展应用。分析了IEC 104规约控制功能的应用现状,以及目前已有的程序化控制在IEC 104规约应用中存在的问题,提出了IEC 104规约中对程序化控制过程状态的扩展定义和IEC 104规约中程序化控制的功能扩展与操作流程,最后介绍了IEC 104规约中程序化控制在浙江省电力调度主站的良好应用效果。

提高远程遥控安全性的IEC 60870-5-104规约扩展研究

国家电网公司新的运行模式要求调控中心监控人员对变电站设备开展远程遥控。现有调度技术支持系统采用的IEC 60870-5-104规约在遥控命令传输和校验过程只校验点号信息,存在因点号对应关系错误导致误遥控的可能性。通过扩展IEC 60870-5-104规约,实现设备编号和点号的双重校验,以及测控装置IP校验,可以大幅降低因主站和变电站综自系统监控信息表点号不对应带来误遥控的可能性。

IEC 60870-5-104协议在光伏电站中的应用

为了适应日益发展的光伏电站对稳定性和规范化的要求,介绍了IEC 60870-5-104协议在光伏电站中的应用,简述了光伏电站监控系统的网络结构,重点阐述了IEC60870-5-104协议转换方法。

IEC 60870-5-104规约与IEC 61850互相转换通信网关的研究

面向点的IEC 60870-5-104规约向面向对象的IEC 61850标准转换是变电站智能化发展的必然趋势。在深入讨论IEC 60870-5-104和IEC61850协议的基础上,设计了一种遵循IEC61850的智能变电站通信网关,并详细描述了基于XML技术的具体实现过程,用于实现传统104规约与IEC61850标准的无缝隙转换。

IEC 60870-5-104在变电站自动化系统中的应用

文章简述了国内变电站自动化系统信息交换技术的发展现状,介绍了基于TCP/IP的IEC 60870-5-104传输规约在变电站信息交换中的应用,详细分析了其网络参考模型、帧格式结构和通信过程。结合电力系统实际情况,提出了一种在变电站自动化系统中可行的软件设计方案。最后介绍了104规约在变电站自动化系统中的应用前景,并对存在的问题提出了有益的建议。

IEC 60870-5-104远动网络通信协议的应用与实施

详细介绍了IEC 60870-5-104远动网络通信协议的系统硬件设备的选择、软件环境及软件实现方案,提出了 IEC 60870-5-104可能存在的安全隐患及应采用的安全防护措施。

IEC-104规约应用分析

针对IEC-104规约的应用现状,阐述了对IEC-104规约的网络模型和应用数据单元,分析了规约的实现过程,给出了工程应用中具体问题的设计思路。指出了IEC-104工程应用实践中存在的突出问题,并提出了解决问题的建议。

IEC 60870-5-104规约在城市轨道交通电力监控系统中的应用

简单介绍了IEC 60870-5-104规约,分析了该规约应用在城市轨道交通电力监控系统中的优势。并结合广州地铁3号线基于IEC 60870-5-104规约的变电站通信软件的设计需求,给出了该规约在城市轨道交通系统电力监控系统中应用的典型设计方法,以及程序主流程和网络冗余方案。

基于IEC 60870-5-104规约扩展的配电终端自描述功能实现方法研究

将IEC 61850标准运用到配电终端的建模中,使原本缺乏描述的数据具备描述信息。为了解决IEC 60870-5-104协议不能传输终端描述信息的问题,分析了几种模型文件映射方法的优缺点,提出了利用104扩展协议传输描述信息的实现方法。参考IEC 60870-5-104规约的报文格式,设计用于传输装置自描述信息的报文,实现配电终端的自描述功能,并提出基于扩展104协议的终端描述信息更新机制。最终通过国电南瑞配电自动化系统试验论证了该方案的可行性。

IEC 60870-5-104规约向OPC UA规约转换方法的研究

OPC UA是工业4.0实现数据互联互通的重要技术,是实现电力行业与其他行业深度融合的重要技术研究方向,面向电力行业的IEC 60870-5-104规约向OPC UA规约转换方法的研究是重要内容,在深入研究IEC 60870-5-104和OPC UA规约的基础上,设计一种遵循OPC UA建模规则的协议转换方法,采用XML技术实现规则转换,并基于共享数据库技术,实现电力行业的IEC 60870-5-104规约与OPC UA规约的数据映射,实现电力行业的数据互联互通。

104规约在FTU中的应用

根据国际电工委员会制定的IEC 60870-5-101和IEC 60870-5-104远动规约,我国已经制定了相应的配套标准DL/T634.5101-2002和DL/634.5104-2002。在简要介绍FTU和104规约的基础上,详细说明了104规约在FTU中的具体实现:采用嵌入式LINUX多线程编程技术,实现了全双工通信,保证了故障信息的快速、准确上报;对于规约中没有详细定义,但是国内电力系统又要求的一些功能给出了具体的解决方案,例如国内电力企业常常要求能够远方修改保护定值和对保护动作信号进行远方复位以及要求子站能够主动上传保护动作的详细信息。

电力工控系统高隐身虚假遥控指令注入攻击检测

随着新型电力系统中信息域与物理域耦合程度的加深和网络攻击技术的快速发展,电力工控系统正面临定制化网络攻击威胁,其中,高隐身虚假遥控指令注入(HFCI)攻击已成为破坏能力最强的网络攻击类型之一。文中提出一种电力工控系统HFCI攻击检测方法。首先,利用优化卷积神经网络模型对IEC 60870-5-104协议业务流量进行浅应用层HFCI检测并过滤异常报文;然后,通过HFCI厂站级指令威胁度评估模块和HFCI系统级指令风险判断模块,对深应用层的HFCI攻击指令进行检测;最后,通过IEEE 30节点仿真系统,验证了所提HFCI攻击检测方法的准确性和泛化能力。

IEC 60870-51-04在调度自动化系统中的应用

IEC 60870 5 104作为IEC 60870 5 101的网络访问,因颁布时间较短及采用网络编程,各厂家、用户对规约的理解不深,实际应用并不多.结合浙江衢州电力局的具体实践,介绍了IEC 60870 5 104标准中的基本概念,阐述了应用时应注意的几个问题.

配电网嵌入式IEC 61850智能规约转换网关设计

针对配电网已有设备普遍不支持IEC 61850的现实情况,设计了支持IEC 61850的转换网关,其硬件采用Freescale的I.mx287微处理器,软件基于嵌入式Linux系统和SISCO的MMS-EASE Lite软件库,支持多种不同通信端口,支持不同设备的同步接入,规约报文采用文件方式,依据不同设备规约类型灵活配置,完成IEC 60870-5,Modbus等系列规约转换。通过客户端软件实现样机对配电网设备的规约转换测试,获取到IEC 61850模型。

基于异步非阻塞框架的电力物联网通信技术

针对传统阻塞式通信技术在电力物联网硬件资源受限的条件下难以实现可靠高效通信的问题,文章提出基于异步非阻塞框架的电力物联网通信技术。首先,根据异步非阻塞技术原理,基于Rust语言异步编程方法和Tokio异步框架,设计异步非阻塞通信框架,包括客户端连接、服务端连接与监听以及非阻塞的网络数据读写方式等。然后以当前电力远动通信领域中应用最为广泛的IEC 104规约为例,设计其异步非阻塞通信实现方式。最后,对基于异步非阻塞框架实现的通信软件进行一致性测试和性能测试,将测试结果与传统阻塞式通信实现方式对比分析,并通过实际工业园区电力物联网工程应用验证所提技术的有效性和高效性。

基于协议特征的电力工控网络流量异常行为检测方法

随着信息通信技术在电力工控系统中的广泛应用,电力工控系统遭受网络攻击的风险不断增加。电力工控系统的信息传输和交互以通信协议的流量数据为载体,流量数据的应用层报文在传输过程中存在被窃取及篡改等风险。文中以IEC 60870-5-104协议为例,在对其脆弱性分析的基础上提出了基于协议特征的电力工控流量异常行为检测方法。首先,对电力工控流量进行应用层报文的提取及解析,并结合报文字段特征以及典型电力业务特征建立起电力工控流量正常行为模型。其次,依据正常行为模型对流量数据进行单字段畸形校验、多字段耦合逻辑校验、帧与帧时序逻辑校验、帧与帧上下文异常校验,实现流量异常行为的识别。最后,基于某220 kV变电站的实际流量数据集进行仿真,结果表明所提方法对于典型异常行为检测准确率约为99.98%,能够有效辨识电力工控系统流量异常行为,提升电力系统的安全性。

整厂转发在电力调度系统中的研究与应用

随着电力系统的发展,各级调度系统间的交互数据越来越庞杂。优化数据转发的方式,提升调度系统间数据转发性能的需求越来越急切。因而文章提出了"整厂转发"的概念,并给出了整厂转发功能的应用基础,介绍了基于IEC 104规约的调度系统间整厂转发的具体方法,着重介绍调度系统间转发数据性能提升的方法,并结合在江苏部分地区调度的使用情况,对运行机制加以论述说明。目前,具备整厂转发功能的系统已在江苏省陆续投入运行,运行结果表明系统具备良好的实用性。

IEC 60870-5-104协议在水电厂集控通信中的应用

为了实现集控中心下属电站的"无人值班"(少人值守)目标,通信方式的实时性和可靠性至关重要。通过整理水电厂集控中心的概念和作用,介绍了IEC 60870-5-104协议(以下简称"104协议")的典型特点和通信过程。结合水电厂监控系统在现场的应用,着重讨论了用于松林河集控中心的104协议通信模式和方案,对其应用过程中存在的问题和难点进行分析总结,并对其在未来智能化水电厂中的应用进行了展望。

面向主动配电网的同步相量传输规约扩展方法

随着主动配电网建设的推进,微型多功能相量测量单元(micro multifunction phasor measurement unit,μMPMU)将逐步应用于配电网中,现有同步相量传输规约需要面向主动配电网的通信需求进行扩展。首先分析主动配电网通信的需求,比较了GB/T 26865.2—2011《电力系统实时动态监测系统数据传输协议》与IEC 60870-5-101/104规约,以扩展μMPMU遥控功能、降低网络通信和存储数据量为目标,提出了一种通信规约的扩展方法。该方法以现有GB/T 26865.2—2011规约为基础,参考IEC60870-5-101/104的应用服务数据单元(application service data unit,ASDU)新增一种应用扩展帧,应用扩展帧用以传输二遥数据和部分命令。相量和要求时间断面同步的模拟量通过数据管道进行高速传输,开关量和不要求时间断面同步的模拟量通过命令管道进行变化传输,并且增加了总召唤和遥控过程。最后通过通信分析和测试验证,验证了该扩展方法的有效性和可行性。该方法有效地扩展了μMPMU遥控功能,降低了网络通信和存储的数据量,对μMPMU在配电网中的推广具有一定实用价值。