無(wú)線通信技術(shù)在變電站應(yīng)用的安全性探討論文.doc

無(wú)線通信技術(shù)在變電站應(yīng)用的安全性探討論文 【摘要】無(wú)線通信技術(shù)（Wirelessmunication）是當(dāng)前利用電磁波信號(hào)所具有的自由空間中的傳播特定而進(jìn)行信息交互的一種現(xiàn)代化、智能化通信方式。變電站則是改變電壓的場(chǎng)所，通過(guò)升降電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的輸送。既往變電站采取的信息交互為有線通信，但是隨著智能變電站的建設(shè)，有線通信已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際工作要求，所以關(guān)注目光集中于無(wú)線通信技術(shù)。本文從安全性角度對(duì)無(wú)線通信技術(shù)在變電站的應(yīng)用展開(kāi)研究，以為智能變電站建設(shè)提供幫助。 【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信技術(shù)；變電站；安全性 前言 無(wú)線通信技術(shù)具有覆蓋范圍廣、接入點(diǎn)多、投入及維護(hù)成本低、擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，相較于傳統(tǒng)的有線通信具有著無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。然而，現(xiàn)有研究成果中鮮少涉及無(wú)線通信技術(shù)在變電站應(yīng)用的安全性分析，使得研究領(lǐng)域尚存在著較大的空白之處。本文此次圍繞該命題展開(kāi)的研究一方面可豐富現(xiàn)有研究體系內(nèi)容，另一方面可為智能變電站的建設(shè)提供指導(dǎo)，無(wú)疑具有重要的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 1無(wú)線通信技術(shù)在變電站的應(yīng)用 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，變站點(diǎn)日常業(yè)務(wù)內(nèi)容發(fā)生了質(zhì)的改變，要求變電設(shè)備信息采集、周?chē)h(huán)境視頻監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)檢修與協(xié)同調(diào)試、移動(dòng)巡檢、分布式在線監(jiān)測(cè)、應(yīng)急通信對(duì)于通信覆蓋提出的要求與日俱增。為此，變電站必須使用綜合自動(dòng)化無(wú)線組網(wǎng)方案以滿足上述業(yè)務(wù)開(kāi)展需求。具體方案內(nèi)容如下：通訊線路采用光纖傳輸并接入到已有光纖網(wǎng)絡(luò)，在智能控制、信息采集、應(yīng)急通信環(huán)節(jié)中采用無(wú)線通信技術(shù)，并提供多個(gè)無(wú)線接入設(shè)備，促使變電站工作者能夠隨時(shí)訪問(wèn)變電站網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)組成部分。目前無(wú)線通信接入技術(shù)包括通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GeneralPacketRadioService，GPRS）/碼分多址（CodeDivisionMultipleAess，CDMA）、ZigBee技術(shù)（IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)）、WiFi技術(shù)（IEEE802.11X標(biāo)準(zhǔn)），基于變電站的特殊性要求（安全性、可靠性），WiFi技術(shù)無(wú)疑為最佳方案1。鑒于變電站電磁輻射強(qiáng)，所以選取的網(wǎng)絡(luò)為無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)運(yùn)行。在頻率選用上，目前包括2.4GHz和5.8GHz兩種，由于前者為國(guó)內(nèi)的通用頻率，使用過(guò)程中勢(shì)必會(huì)受到多種設(shè)備的干擾，所以將5.8GHz作為無(wú)限頻率，以最大程度上提高變電站無(wú)線通信技術(shù)的抗干擾能力。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上包括終端層、接入層、分布層三層，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信技術(shù)覆蓋整個(gè)變電站，戶(hù)外訪問(wèn)接入點(diǎn)（AessPoint，AP）至少為6個(gè)，即：變電站四個(gè)方向各1個(gè)、進(jìn)站口、消弧圈各1個(gè)。室內(nèi)則視變電站數(shù)量設(shè)定，但必須保證每個(gè)變電站有1個(gè)。利用3個(gè)無(wú)線控制器（WirelessAessPointController，APC）將各個(gè)接入點(diǎn)接入到無(wú)線路由器中，路由器采取11備份模式2。 2無(wú)線通信技術(shù)在變電站應(yīng)用中安全性分析 無(wú)線通信技術(shù)無(wú)論是在變電站還是其他領(lǐng)域，應(yīng)用過(guò)程中安全性均包括訪問(wèn)控制以及保密性?xún)煞矫鎯?nèi)容。如果變電站敏感信息在無(wú)線傳輸過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行加密或者是加密級(jí)別相對(duì)較低，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致敏感信息存在著容易被竊取、篡改的可能，繼而造成變電站的誤動(dòng)、拒動(dòng)。為此，智能變電站建設(shè)過(guò)程中已經(jīng)普遍采取了以下幾種措施以提高無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的安全性。具體包括跳頻技術(shù)Frequency-HoppingSpreadSpec-trum，F(xiàn)HSS），在收發(fā)兩端分別設(shè)定了特性形式的窄頻載波來(lái)進(jìn)行敏感信息的傳輸，從而保證了變電站敏感信息傳輸?shù)陌踩?，大幅降低了不法分子竊取、篡改的成功率。另外，在變電站無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)之中設(shè)定了嚴(yán)密的用戶(hù)口令以及認(rèn)證措施，只有取得了訪問(wèn)控制權(quán)限的訪問(wèn)者才能夠進(jìn)入到變電站網(wǎng)絡(luò)之中訪問(wèn)。同時(shí)，由于變電站中工作崗位較多，相應(yīng)級(jí)別的工作人員在信息獲取上存在著明顯的差異性。所以本文指出，即使同為變電站的工作人員，但是應(yīng)充分考慮其崗位特殊性賦予其訪問(wèn)權(quán)限，只有具有中高級(jí)權(quán)限的工作人員才能夠訪問(wèn)敏感信息。第三，在無(wú)線通信應(yīng)用時(shí)需要附加第三方數(shù)據(jù)加密方案，促使數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中被竊取后也無(wú)法從中解析出有用的信息。通過(guò)實(shí)施上述幾種手段，變電站的無(wú)線通信技術(shù)安全性必將得到大幅提升，并且上述安全手段已經(jīng)在諸多領(lǐng)域、大中型企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用并經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期實(shí)踐檢驗(yàn)，無(wú)論是有效性還是真實(shí)性均處于較高水平，能夠滿足智能變電站工作需求。此外，變電站在實(shí)施升降電壓時(shí)將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁場(chǎng)波動(dòng)，容易對(duì)無(wú)線通信造成影響，使得其應(yīng)用的安全性降低，所以必須納入無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的考慮范圍。一般情況下變電站內(nèi)的電磁信號(hào)頻率多在50Hz，波長(zhǎng)為103km，容易消散于空氣之中，在經(jīng)過(guò)10m的空間傳輸下，220kV變電站的電磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度能夠降低至0.5T，并不會(huì)對(duì)其他設(shè)備以及無(wú)線通信帶來(lái)明顯的不良影響3。同時(shí)，變電站內(nèi)和諧波、放電、操作電弧都有可能成為電磁信號(hào)干擾源，但其頻率無(wú)邏輯的分布于103106Hz之間。當(dāng)前我國(guó)變電站選用的頻率波段為5.8GHz，顯著高于變電站內(nèi)電磁信號(hào)波及范圍，故并不會(huì)對(duì)無(wú)線通信帶來(lái)任何影響，安全程度得到了強(qiáng)有力的保障。 3無(wú)線通信技術(shù)在變電站應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì) 通過(guò)上述分析可知，無(wú)線通信技術(shù)在變電站應(yīng)用中具備了較高的安全性，使得其具有變電站中推廣使用的可行性。本文在此進(jìn)一步對(duì)其優(yōu)勢(shì)做出分析，內(nèi)容總結(jié)如下：（1）便捷性。既往有線通信并不能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋整個(gè)變電站，使得其存在著部分死角范圍。而無(wú)線通信技術(shù)則有效的回避了該不足之處。通過(guò)戶(hù)外以及戶(hù)內(nèi)的無(wú)線接入點(diǎn)能夠在變電站的任何位置、任何時(shí)間利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到變電站中樞系統(tǒng)之中，及時(shí)獲取相應(yīng)信息，為故障排查、設(shè)備信息運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的及時(shí)掌握提供了有力的保障。（2）設(shè)備安裝的快捷性。無(wú)線通信設(shè)備對(duì)裝置的依賴(lài)性相較于有線通信而言處于偏低水平，在組網(wǎng)過(guò)程中避免了穿墻操作或者是布線的繁瑣操作，使得整個(gè)工程量明顯降低，提高了安裝工作的效率4。（3）投資少。無(wú)線通信技術(shù)在組網(wǎng)過(guò)程中需要的資金量較大，但是卻節(jié)約了布線的費(fèi)用，并且相較于有線通信設(shè)備維護(hù)的繁瑣性，無(wú)線通信后期維護(hù)較為簡(jiǎn)便，后期的投資回報(bào)明顯高于后者，投資回報(bào)性較好。 4結(jié)論 綜上所述，變電站在運(yùn)用無(wú)線通信技術(shù)時(shí)不可避免的存在著訪問(wèn)控制以及保密性?xún)煞矫嫱{，通過(guò)利用跳頻技術(shù)、定嚴(yán)密的用戶(hù)口令以及認(rèn)證措施、附加第三方數(shù)據(jù)加密方案將能夠明顯提升其應(yīng)用的安全性，加之該技術(shù)具有便捷性、設(shè)備安裝的快捷性、投資少的特征，值得在智能變電站建設(shè)中推廣使用。 參考文獻(xiàn) 1王正萬(wàn).基于WSN的幾種短距離無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用分析J.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，xx，10（02）：2324. 2汪黔疆.無(wú)線通信技術(shù)在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用前景分析J.數(shù)字通信世界，x