一种改进的GOOSE报文HMAC认证方法(英文)

IEC 62351标准建议GOOSE报文采用HMAC方法以保证报文完整性,但由于没有考虑报文心跳机制和具体的报文特点,GOOSE报文直接应用HMAC的经典方法的效率并不高。提出将GOOSE报文的常变内容移到报文末端位置进而生成验证码的效率改善方法。该方法根据相同的GOOSE报文内容在哈希函数压缩过程中有相同输出结果的特性,使得同一系列的重发报文可以直接利用第一个GOOSE报文的相同内容运算得到的结果,节省了HMAC方法中大部分的运算时间。文中进而讨论了影响网络带宽的GOOSE报文认证码长度在电力实际通信环境下的优化。嵌入式平台测试结果表明文中方法的高效性,采用OPNET软件仿真不同的GOOSE报文认证码长度对带宽的影响。

结合域含义的GOOSE报文加解密方法

尽管加密方法由于耗时较大而不被IEC62351推荐用于GOOSE等实时报文,但许多电力工程实践中仍加密GOOSE报文以加强网络信息安全性.文中以经典的对称加密算法Rijndael为例,从密钥长度、分组长度和分组模式等方面分析影响GOOSE报文加密耗时的因素.结合GOOSE的域含义,提出基于关键信息的GOOSE加密方法,在保证报文信息保密的基础上减少耗时;同时,利用GOOSE报文的St Num、Sq Num和T等具有时间同步意义的信息防止经典的报文重放攻击,利用GOOSE报文的CRC验证码保障报文的完整性.嵌入式平台的耗时特性表明,文中提出的GOOSE报文加解密方法满足GOOSE报文的实时性要求.

关于变电站GOOSE报文传输的研究

变电站自动化系统设备数字化要求标准的网络数据通信具有高实时性和可靠性,IEC61850标准规定通用面向对象变电站事件GOOSE报文采用特殊通信映射,直接映射到专门的以太网类型。与其他报文不一样的是GOOSE报文不再使用TCP/IP协议栈与网络设备驱动程序通信,而是直接与设备驱动通信完成报文的发送和接收。本文分析了GOOSE报文通过Linux系统的设备系统接口与驱动程序通信。

一种用于工业以太网交换机的GOOSE报文优先转发方法

GOOSE(面向通用对象的变电站事件)是IEC61850标准中定义的用于解决智能电子设备(IED)之间互相通信的数据模型,GOOSE报文用于控制开关的跳闸或者合闸等关键信息,因此要求其具有很高的可靠性与实时性。目前在智能变电站中主要使用工业以太网交换机实现GOOSE报文的传输,文章介绍了一种用于工业以太网交换机的GOOSE报文优先转发方法,给出了具体的实施流程,并进行验证,实现了GOOSE报文在网络中的可靠快速传输,特别是在网络中存在大流量高优先级背景数据时,保证GOOSE报文无丢包且传输时延不受影响。

Linux环境下GOOSE报文传输方案的研究与设计

根据IEC61850对通信实时性的要求,GOOSE报文与其他网络应用传输的报文有所差异,不能再使用TCP/IP协议栈与常规的socket编程,而是需要直接与设备驱动通信来完成报文的发送和接收。对GOOSE报文的结构及工作方式进行了分析研究,通过设备系统接口与驱动程序通信,实现了Linux系统下GOOSE报文的数据链路层直接传输。

基于GOOSE报文的智能断路器监测技术

在开放和互联通信模式的基础上,为检测智能断路器的性能指标及运行的可靠性,基于IEC 61850标准,采用面向对象技术,对智能断路器的物理结构和功能(服务)进行抽象。建立了智能断路器运行状态的内部逻辑节点,实现现场参量的测量数据信息、状态数据的监测数据信息和操作控制数据信息的可靠传输。结合IEC 62271标准,针对智能断路器状态参数的特征扩充了IEC 61850标准的信息库,构建了适用于断路器的IED服务器模型,基于发布者/订阅者模式的GOOSE报文传输机制进行数据包传输。IED模型提供了开关触头温升检测、真空开关运动状态检测及一次回路参数检测。在此基础上完成了IEC 61850在智能断路器通信中的实现,通过合闸试验证明了智能断路器状态监测的可靠性。

数字变电站IEC61850-GOOSE报文解码器的FPGA实现

在数字化变电站中,面向通用对象变电站事件(GOOSE)报文被用于传输跳合闸命令和状态信息,它直接服务于保护测控装置,记录变电站实时的运行状态,报文的快速解码能及时的排查偶发性故障。在详细地分析IEC61850-GOOSE报文的结构后,考虑到报文传输的实时性要求,提出了GOOSE报文解码的FPGA设计方案。重点叙述解码模块中两个关键状态机的设计,应用Verilog硬件描述语言在QartusⅡ软件平台上实现了对解码模块的编写,最后通过对解码模块的功能仿真和在线调试验证了设计的合理性。

基于GOOSE报文特征的电力通信安全优化研究

针对GOOSE报文帧结构信息进行分组,结合心跳报文传输机制进行安全加固方案的优化,采用选择性加固的模式,优化后的数字签名安全认证方式既能保障重要电力信息的安全,又能显著改善安全加固过程的实时性。对具体的实现机制进行了设计,并运用OPNET软件进行优化方案的性能仿真分析。

基于GOOSE报文的智能终端干接点动作延时测量方法研究

智能终端是智能开关的核心装置之一,智能终端干接点动作延时和延时分散性是其关键指标,目前缺乏精确且统一的测量方法。基于智能开关信息流和实际运行工况,文中提出了一种智能终端干接点动作延时及延时分散性的测量方法,操作便捷、自动化程度高,测量精确度可达到0.1 ms,可有效避免因智能终端干接点动作延时过大导致的电力系统事故。

基于WINPCAP的GOOSE报文测试软件设计

Winpcap是Windows平台下的一个免费捕包软件，能够为Win32应用程序提供访问网络底层的能力。采用Winpcap可以方便地在Windows平台下模拟GOOSE（面向通用对象的变电站事件）报文的捕获、发送。本文分析了GOOSE报文的结构与通信原理，讨论了GOOSE报文的编码、解码过程，并给出了设计流程图。

SM3算法在GOOSE报文中的安全应用

本文针对GOOSE报文在进行数据传输过程中存在电力信息泄露和遭受恶意篡改的风险,引入可进行数字签名验证的国密SM3算法应用于GOOSE报文。在确保数据安全性的同时满足信息的实时性,通过从OpenSSL函数库将SM3算法移植入FCU2302+1043A嵌入式控制单元中,并结合gmssl编译工具开发测试界面,性能测试分析表明,加密小文件时,加密耗时维持在20 ms左右,加密大文件时,加密耗时与文件大小呈线性增长关系,最终仍可满足电力系统大信息流的基本需求。

一种基于变电站通信的GOOSE报文认证机制

近年来,随着乌克兰电网遭受网络攻击等一系列事件的发生,变电站网络安全面临着一系列新的挑战。由于基于变电站IEC61850规约的GOOSE通信报文缺乏有效且完善的认证机制,因此存在着潜在的安全隐患,很容易被黑客利用进行劫持、重放以及中间人等常用网络攻击以达到破坏电力系统稳定运行的目的。因此,引入身份认证、消息认证以及密钥管理等概念,针对以上可能出现的安全隐患提出了有效的解决方法。

数字化变电站GOOSE报文解析

随着我国电力系统的日新月异,变电站的数字化、智能化已经成为最基本的要求。在这种情况下,以面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文这种通信传输方式以其时延段、安全和稳定等优势得到了广泛的应用。文章对GOOSE报文做出了简单的介绍,并对其网络结构做出了相关研究。

基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案研究

针对煤矿井下高压配电网络经常发生越级跳闸这一难题,分析了井下高压配电网络发生越级跳闸的原因以及目前常用的电气闭锁方案、分站集中控制方案、数字化变电站方案、光纤电流纵联差动保护方案这4种越级跳闸解决方案在应用中存在的问题;介绍了基于IEC61850标准的GOOSE报文传输协议在数据交换上的优越性,在此基础上提出了一种基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案,并以某煤矿井下高压供电线路为例,阐述了该保护方案的实现过程。基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案中下级开关只关联到其上一级,上、下级开关形成纵向关联并采用GOOSE协议传输信息,同级开关之间没有通信,提高了信息传输的实时性和可靠性。

智能变电站GOOSE数据的品质状态监测分析

分析并讨论了GOOSE报文的传输过程及GOOSE报文的异常,并提出了相应的检测和规避方法。

数字化变电站GOOSE网络跳闸可靠性风险分析

文章从数字化变电站GOOSE网络通信原理出发,介绍了其报文传输可靠性满足数字化变电站的技术要求,在详细分析了GOOSE网络跳闸可靠性的影响因素以及安全性后,提出了一些提高GOOSE网络应用可靠性的措施。

GOOSE技术在继电保护中应用的研究

对IEC61850标准中的报文快速传输机制(GOOSE)进行深入研究。基于IEC61850标准,应用GOOSE快速报文机制,使用GOOSE报文来传送启动、合闸、跳闸、闭锁等实时信号,通过信息共享的方式来提高数字化保护的可靠性和选择性进行理论分析和实际应用研究,并分析了GOOSE报文机制的实时性、可靠性和安全性,对其中存在的诸多问题进行探讨并提出相应措施加以解决。

GOOSE分析与测试

文章分析了智能变电站IEC61850标准体系中的面向通用对象变电站事件(GOOSE)机制,探讨了实现具有实时性和可靠性GOOSE的途径,对GOOSE报文帧结构进行了说明,并总结了智能变电站GOOSE测试的主要内容、目的及方法。

提高数字化变电站关键报文传输可靠性方法研究

数字化变电站关键报文传输要求处理过程简单、时延小和具备一定的差错控制能力。以报文载体数据帧为研究对象,分析了关键报文的传输可靠性要求及其帧结构。依据报文帧的具体字段,分别分析了通过基于地址字段优化报文寻址、基于优先级字段设置减少时延、基于类型字段配置增加报文识别处理速度及基于内容字段的组成技术增加系统效率来保证报文传输可靠性的技术措施,展现了提高报文传输可靠性的途径与方法。结合基于以太网技术搭建的光纤过程层通信网络方案,说明了目前关键报文的传输可靠性满足数字化变电站的技术要求,可以满足实时性要求较高的技术应用。

智能在线五防模式自动化闭锁、解锁系统设计

以智能在线五防模式为基础,针对闭锁防误技术,设计一款自动化闭锁、解锁系统。基于过程层,利用电磁式地线闭锁设备,同步采集并传输地线闭锁状态与遥信信号至间隔层、站控层中;间隔层通过远动通信管理机发送调度指令给保护测控设备,经逻辑判定与闭锁执行,逐层闭锁、解锁,采用快速报文机制,实现过程层与间隔层通信;结合五防逻辑规则库生成策略,架构出自动化的闭锁、解锁系统。经实例验证,系统功能更加智能化,在执行倒闸操作任务时更加高效,且维护、卡阻等问题发生次数明显减少,有效实现了系统的自动化目标。