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(三)安全加密技术
根据对称密码算法和非对称密码算法的特点,在终端中采用了对称密码算法和非对称密码算法相结合的混合密码算法。
对称密码算法的加密和解密均采用同一密钥,并且通信双方都必须获得并保存该密钥,较典型的有DES (Data Encryption Standard)、 AES(Advanced Encryption Standard)、国密SM1算法等。其特点是数据加密速度较快,适用于加密大量数据的场合。
非对称密码算法采用的加密密钥(公钥)和解密密钥(私钥)不同,密钥(公钥和私钥)成对产生,使用时公开加密密钥,保密解密密钥,较典型的有RSA、国密ECC算法等。其特点是算法比较复杂,安全性较高,抗攻击能力强,加解密速度慢等。
专用变压器采集终端和集中器中采用国家密码管理局认可的硬件安全模块实现数据的加解密。专用变压器终端和集中器采用的硬件安全模块应同时集成有国家密码管理局认可的对称密码算法和非对称密码算法。
智能电能表中采用国家认可的硬件安全模块以实现数据的加解密。智能电能表采用的硬件安全模块内部集成有国家密码管理局认可的对称密码算法。
安全模块是含有操作系统和加解密逻辑单元的集成电路,可以实现安全存储、数据加解密、双向身份认证、存取权限控制、线路加密传输等安全控制功能。
(四)主站软件技术
(1)用电信息采集主站系统是包括软、硬件设备的电力自动化准实时系统,包含用电信息采集业务的管理,管理着整个电能信息采集系统的数据传输、数据处理和数据应用以及系统的运行和安全,并统一管理与其他系统的数据集成和交换。
用电信息采集主站软件实现对电力用户用电信息的采集和管理,并与营销业务管理系统互联互通,支撑智能用电服务的基础信息业务应用平台。
现有的用电信息采集系统整合电网关口电能采集、电力负荷管理、公用配电变压器信息采集、低压集中抄表等相关功能,通过企业信息总线技术将采集到的数据全部整合纳入统一平台。
在系统功能方面,主站软件主要为了满足电费结算和电量分析、线损统计分析和异常处理、电能计量装置监测、反窃电分析、负荷预测分析及供电质量管理需求,不能实现双向互动等智能电网高级应用功能。
(2)采集主站系统软件研究的内容主要包括三层/多层架构等系统设计,多信道、多规约支持技术,大数据量处理技术,应用集成与接口适配技术,双向互动技术。按照目前主流技术需求和管理业务的要求,采集主站应采用三层架构体系,与采集主站关系最为密切的营销业务管理应用系统目前基本采用J2EE体系。
建设统一的数据采集主站平台是必然的选择,因此,支持目前已存在的各种终端设备和多种规约是必须解决的问题。支持多通信信道类型和多种通信规约,需要研究设计出统一的采集接口模型和通信接口模型。
采集范围达到“全采集、全覆盖”目标,采集对象和采集的数据较目前应用将呈几何级数的增长,能够及时、稳定、快速处理数据,这些都对采集系统提出了更高的要求。因此,除了采用负载均衡技术外,在整个系统架构设计,特别是采集服务器设计时,要对提高采集处理效率的技术措施进行深入研究和优化。
实现横向集成、纵向贯通的应用集成功能不仅对架构模型提出新的要求,同时由于建设先后和技术适应性的要求不同,在同样采用三层架构技术设计的系统中,采用的技术体系和标准也不尽相同,因此,需要研发高效的中间件技术。
(3)随着智能电网研究的深入和发展,用电信息采集主站软件关键技术研究在技术策略上将考虑以下内容:
1)高效采集监控。采用一体化通信平台技术,屏蔽通信方式和通信协议的差异,集中管理各类通信信道和终端,满足继承和发展的要求。采用单节点并发控制及存储技术,有效解决大规模终端并发采集与实时存储瓶颈,在有限时间内完成对全部终端的数据采集和存储。
2)标准化数据管理。按照数据模型设计要求,建立统一的数据模型,并实现与营销档案的日同步更新和基于XML的标准化数据传递,从而保证信息的一致性。运用数据加速器、智能甄别处理模型、模型适配器等技术提升数据综合管理的能力,采用数据归档管理、备份恢复管理机制保障数据的安全。
3)数据可视化展示。采用仪表盘、饼图、曲线图、雷达图、柱形图等多种统计图形进行可视化展示。采用电网线路图、系统模拟监控图等仿真图形进行实时的可视化监控。采用地理信息技术对运行检修业务、数据密度分布、用户采集点等进行可视化展示和操作。
4)多维度信息挖掘。采用多维提取分析技术,从时间、区域、用户等多维度视角对线损、电量、负荷、运行质量等进行分主题统计和分层次数据挖掘。
5)双向互动应用。为智能用电服务互动平台提供用户用电采集信息,支持与电力用户进行电力流、信息流、业务流的友好互动,满足智能用电服务的需要。
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