友好型风电并网功率控制子站的通信安全技术研究

【摘要】：随着风电场规模的扩大,风电并网容量的不断提高,给电网稳定性控制带来了挑战,功率控制子站是实现调度系统对风电场统一管理的有效手段。现有功率控制子站针对有功无功逻辑控制进行研究较多,但对系统的信息安全研究较少,例如操作系统的漏洞、以及现有软件平台对病毒的入侵,报文的明码传输存在运行信息泄密的风险及安全生产被恶意控制等安全问题。本文着眼于功率控制子站系统的信息安全功能,在嵌入式硬件平台方面基于目前公司现有的通用硬件平台增加安全芯片,为系统构建最底层的可信基础；在嵌入式软件平台架构中增加关于TPM安全芯片的驱动程序和可信软件层TCG软件栈,通过TPM驱动和TCG软件栈结合构建实时可信的嵌入式操作系统软硬件架构；基于此软硬件框架,通过研究内核与组件库、配置可信链模型及加载机制构建安全安全可信嵌入式软件平台,以及具备自主知识产权的安全可信特性的可编程逻辑实时运行环境组件：研究具备加密和认证、入侵检测的安全功能组件设计方法；设计telnet和ftp通用服务,文件传输,通用规约接入转出基础框架等各方面的通信机制,并且在通用规约处理基础框架下对典型电力系统应用规约做详细分析和设计；最后在数据应用层,对以太网服务的原始数据流进行通信加解密尝试,减少数据明码传输的风险。上位软件作为功率控制子站的人机界面接口,一方面实现对全站设备的关键信息进行监视,另一方面具有对设备的控制功能,详细分析了涉及安全操作的三个模块：通信模块、逻辑组态及用户权限管理的功能,分别针对这三个模块进行功能分解,并对重点实现的功能进行了分析与软件设计。 【关键词】：功率控制 通信 信息安全 加密 解密 监控
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TP309
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-12
• 1.2 功率控制子站系统的发展概况12-16
• 1.3 本课题的主要研究内容16-18
• 第2章 功率控制子站系统介绍18-24
• 2.1 功率控制子站系统构成18-19
• 2.2 功率控制子站功能19-21
• 2.2.1 功率控制子站通信功能19
• 2.2.2 有功功率优化控制功能19-20
• 2.2.3 无功功率优化控制功能20-21
• 2.3 功率控制子站原理21-23
• 2.3.1 有功功率优化控制原理21-22
• 2.3.2 无功功率优化控制原理22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 功率控制子站控制器信息安全设计24-55
• 3.1 硬件平台25-26
• 3.2 软件平台26-32
• 3.2.1 嵌入式操作系统26
• 3.2.2 嵌入式软件平台26-27
• 3.2.3 安全功能组件27-28
• 3.2.4 可编程逻辑实时运行环境28-32
• 3.3 通信机制32-48
• 3.3.1 通信规约组件设计32-33
• 3.3.2 通信规约任务创建方法33-35
• 3.3.3 通信规约任务调度方法35-36
• 3.3.4 通信规约接入转出处理方法36-46
• 3.3.5 Telnet服务和ftp服务控制设计46-47
• 3.3.6 文件传输设计47-48
• 3.4 通信加解密48-54
• 3.4.1 SSL及加密算法MD5介绍48-50
• 3.4.2 基于SSL的数据处理方法50-51
• 3.4.3 基于MD5网络安全机制设计51-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第4章 功率控制子站上位系统安全设计55-63
• 4.1 上位软件功能概述55
• 4.2 软件安全设计55-62
• 4.2.1 逻辑组态软件55-57
• 4.2.2 用户应用软件57-61
• 4.2.3 通信框架模块61-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第5章 结论63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

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