基于电力采集系统的安全传输机制研究

基于电力采集系统的安全传输机制研究

刘更强左修涵

株洲中车机电科技有限公司 湖南省株洲市 412001

摘要:电能信息采集技术综合了多方面的电力信息，通过对收集信息的分析、处理，实现了对电力参数的实时监控，并且供电企业可以利用电能信息采集技术对配网线路中的线损率较大的区域进行识别，发现线损异常的原因，从而提高电力采集系统的安全传输机制，保证供电线损治理更加科学化、清晰化。

关键词：电力采集系统；安全传输；网络安全

引言

随着我国电力行业的发展，用户用电信息通过电力采集系统实现了用电监控、负荷管理，达到了自动抄表、错峰用电、负荷预约和节约用电成本的目的。为了保证通信信道中的数据传输不被外界干扰，保证数据的安全可靠性，在建立应用连接时进行加密密钥协商，产生回话密钥，在进行安全传输时，用于计算数据验证码和链路用户数据的加密。

1 安全传输的意义

供电企业的用电信息采集技术融合了计算机技术、通信技术、自动化技术等多种现代技术。自动化技术的终端传感器用于收集电网系统的功率参数信息。采集到的电力数据信息利用光纤通信技术传输到网络信息平台，实现对配电网各方面信息的实时监控。此外，电能信息采集技术还可以监测配电网的线损情况，科学配电抄表。汇总和统计电网系统数据有助于供电企业及时识别配电网异常线损的位置，开展供电安全传输机制工作。电力采集系统数据传输依赖于公共或专用网络，随着全球信息时代的加速发展，网络传输安全的重要性越发显著。保护电力采集终端的信息安全迫在眉睫。

一是保护终端信息在传输过程中不被非法挖掘。如果最终信息的安全性得不到保证，犯罪分子可能会通过数据挖掘获得有价值的数据，恶意更改最终数据，造成严重后果。二是保护终端信息的安全。网络数据包括系统数据和用户数据，涉及用户用电量等敏感信息。如果终端数据丢失或不完整，可能会导致主站系统误判，不可避免地影响电力用户。三是确保运行安全。电力采集系统中具有很多的数据以及用户用电信息，这就需要提升安全防护，确保不能监控网络终端。否则，一旦系统崩溃，这也是一个严重的问题，因此，防止信息破坏、泄漏等现象，对确保个人信息安全或商业信息安全具有重要意义。

2基于电力采集系统的安全传输机制

2.1建立通信框架

（1）服务器建立应用程序连接的请求后，服务器使用RSA的私钥对AES密钥进行解密，以获得正确的AES密钥。服务器应用层从接收到的请求APDU中提取适当的参数，并调用指令服务程序向服务器应用进程发出指令。服务器应用程序进程分析接收到的指令服务原语，指示是否接受所提出的连接请求。如果成功，服务器应该构造相应的响应APDU，并基于当前建立的预连接将其发送到远程客户端应用层。（2）当客户端收到来自连接到应用程序的服务器的响应时，服务器可以接收该连接中的数据传输服务请求，并且到那时应用程序的连接已经建立，客户端和服务器之间随后的安全通信是基于解密的AES密钥进行的。（3）由于服务器在活动消息时可能不会与客户端建立应用程序连接，并且无法通过AES密钥通信以确保安全传输的可靠性，因此只能拒绝消息加密的有效性，并直接基于RSA密钥通信，因此服务器使用RSA私钥进行加密，客户端使用RSA私钥进行加密。从活动服务器消息接收消息后，使用RSA公钥解密消息，并检索正确的明文。

2.2传输报文的分帧处理

为了避免主站与集电终端之间的通信，报文占用太多空间，导致通信链路堵塞，主站或集电终端信息处理不及时，防止信息完全泄漏。创建应用程序连接时，必须设置一次发送消息的最大字节数。如果请求对服务中的属性进行多个引用，则服务设置的编码长度不得超过发送消息的最大字节数。分帧传输分为链路层分帧和应用程序层段，其中应用程序层段仅支持请求响应段，链路层分帧支持所有应用程序层服务。应用程序层段的每个片段不能自解析，必须从所有片段中提取，才能形成完整的解析处理。

2.3电力信息的自动采集、统计分析

电能信息采集技术利用其信息采集终端对电力信息进行电力数据信息的采集中作，并且将数据信息发送到相应的网络信息平台，开展数据信息的统计分析工作。电能信息采集技术其可以船舰线损计算模型，利用采集终端采集的数据信息对配电网线路中的线损情况进行自动计算，最后通过日、周、月等的形式将相关参数进行显示，尤其是对线损情况进行显示。供电企业不同电压等级的输电线路要采用不同的线损周期分析。通过采用不同的线损周期分析，能够提高电力企业在开展安全传输机制时发现其问题，对安全传输机制的情况进行确认。

2.4提高电能信息采集的效率

电能信息采集对供电企业开展电能治理有着非常重要的作用，电力系统中的用电用户的用电信息非常复杂，因此需要对点对点用户的电能信息进行规范，保证配网线路中的电能信息采集是准确的并且是科学的。电能信息采集技术的采集终端能够对电网系统中的电量使用情况进行充分的监测，在监测到相关数据后，将电能信息进行共享，更能够发挥出电能信息采集的工作，利用电量的实时监控，供电企业能够了解到配网线路中的电力使用情况，以此来判断配网线路中是否存在不规范的行为，减轻了工作人员的工作压力。

2.5提升数据精确分析能力

电能信息采集系统利用其功能对台区的线损情况进行分析和统计，统计分析的数据直接影响着电力企业的线损计算的准确性，因此在开展电能信息采集系统的作业时，要及时地对系统显示出来的线损比较高的区域进行深入的分析，若是发现区域内的电力设备等出现异常，就需要电力企业的相关工作人员及时进行更换，第一时间对故障情况进行处理，保证配网系统运行的而稳定性。同时电力企业要定时定期地针对电能信息采集装置进行研究分析，对比各个时期的线损变化情况，找出问题所在，将配网线损降到最低。例如为了提升电能信息采集系统的信息采集的准确性采用双模通讯技术，该技术有着四种通讯方式，将通讯的可靠性提高了四倍，大大地提高了数据的准确性。

2.6电能信息采集装置异常排查

当电能信息采集装置一直处于比较正常的范围内运行，突然出现了线损超高的情况，这就需要电力企业工作人员进行重视。首先是通过主站系统相关的历史记录和状态信息分析导致出现异常的原因，再结合台区内用电用户的电力使用明细，查询用电用户的电力使用情况。假如用电用户的电力使用情况保持不变，那就说明是配网线路电能采集装置出现了故障，这就需要电力企业利用现场排查的方式对其进行检查。为保证电能信息采集装置能够及时的进行误差的修改，可以利用自动切换装置。同时在线路中采用分流装置能够保证进入到用电用户的电流始终保持在规定的范围内，实现对电能信息采集装置的保护，增加其准确性和防止其受到损害。

结束语

电能信息采集技术在我国的配网系统中已经得到了广泛的应用和推广，其实现了对电网信息的自动化采集、传递和统计分析，在供电企业开展安全传输机制工作时能够减轻工作人员的工作压力，提高安全传输机制效率。在充分发挥电能信息采集技术的优势的情况下，供电企业要不断地对电能信息采集技术进行更新，使得其功能更加完善和丰富，为开展安全传输机制打下坚实基础。

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