智能電表通信模型與密鑰管理方法研究.pdf

1、高級量測體系(AMI)是智能電網(wǎng)的重要技術(shù)組成部分。由于AMI系統(tǒng)中智能電表用戶眾多，如果各電表廠家遵循著不同的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，則智能電表之間、智能電表與量測管理中心之間的通信將存在互操作性問題。而且未來智能電表還可能與配電自動化系統(tǒng)、分布式電源監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。為了解決互操作性問題，需要讓智能電表遵循同一種開放的、互操作性強(qiáng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行統(tǒng)一的電表通信模型構(gòu)建。另外，由于引入了開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及通信技術(shù)，AMI系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡(luò)信息安全威

2、脅的可能性大大增加，因此有必要采用基于密鑰的加密、認(rèn)證等安全措施。這些密鑰的安全、有效管理，是AMI系統(tǒng)信息安全的重要保障。本文以這兩個問題為研究對象，具體工作如下。
　　 (1)考慮到IEC61850標(biāo)準(zhǔn)具有良好的互操作性與可擴(kuò)展性，以及在整個電力行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，本文研究了IEC61850的通信建模方法，將通信模型分為信息模型和信息交互模型。首先，根據(jù)智能電表的具體功能需求，構(gòu)建了智能電表服務(wù)器、邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對

3、象、數(shù)據(jù)屬性等層次模型，并且探討了信息建模的可行性以及不足之處;其次，根據(jù)智能電表的通信需求，參照抽象通信服務(wù)接口(ACSI)，構(gòu)建了智能電表的信息交互模型;最后，以計、測量值的報告模型為例，分析了基于IEC61850的智能電表通信建模過程。
　　 (2)根據(jù)AMI的密鑰管理需求與難點，提出了一種適用于AMI系統(tǒng)的密鑰管理方法。該方法基于密鑰圖構(gòu)建密鑰管理框架，采用層次化密鑰架構(gòu)，能同時適應(yīng)AMI雙向通信以及三種傳輸方式的密鑰管