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一种改进的goose报文HMAC认证方法(英文)

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电网技术 2015年第12期39卷 3627-3633页

作者：王智东王钢许志恒童晋方石泉华南理工大学电力学院广东省广州市510640

IEC 62351标准建议goose报文采用HMAC方法以保证报文完整性,但由于没有考虑报文心跳机制和具体的报文特点,goose报文直接应用HMAC的经典方法的效率并不高。提出将goose报文的常变内容移到报文末端位置进而生成验证码的效率改善方法。该... 详细信息

IEC 62351标准建议goose报文采用HMAC方法以保证报文完整性,但由于没有考虑报文心跳机制和具体的报文特点,goose报文直接应用HMAC的经典方法的效率并不高。提出将goose报文的常变内容移到报文末端位置进而生成验证码的效率改善方法。该方法根据相同的goose报文内容在哈希函数压缩过程中有相同输出结果的特性,使得同一系列的重发报文可以直接利用第一个goose报文的相同内容运算得到的结果,节省了HMAC方法中大部分的运算时间。文中进而讨论了影响网络带宽的goose报文认证码长度在电力实际通信环境下的优化。嵌入式平台测试结果表明文中方法的高效性,采用OPNET软件仿真不同的goose报文认证码长度对带宽的影响。

关键词： goose报文完整性认证 HMAC方法

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goose报文及在电力系统中的应用

GOOSE报文及在电力系统中的应用

作者：陈国旗湘潭大学

学位级别：硕士

随着电力系统的发展,变电站各电气设备将实现智能化、数字化、网络化的以太网无缝通信,变电站保护、控制等诸多信息传递时延要求较高,在系统重负载时存在实时性问题。IEC61850提出了用实时goose报文进行通信,但并没有涉及在嵌入式设备... 详细信息

随着电力系统的发展,变电站各电气设备将实现智能化、数字化、网络化的以太网无缝通信,变电站保护、控制等诸多信息传递时延要求较高,在系统重负载时存在实时性问题。IEC61850提出了用实时goose报文进行通信,但并没有涉及在嵌入式设备中的具体实现方法,同时随着对goose报文研究的深入,goose报文在电力系统各领域的应用将越来越重要。另外,随着智能电网的发展,goose报文的安全性问题日益凸显,在保证goose报文实时性的同时,保证goose报文的安全性也是一个实现难题。针对以上问题,本文在以下几个方面做了相关的研究工作: （1）在通过分析IEC61850相关技术和goose报文实时技术的基础上,对CS8900网卡驱动程序进行重写,在嵌入式系统中实现了goose报文的发送接收。（2）风电系统的保护有一些独特的需求,电网和风电机组产生的故障必须加以考虑。其中接地故障使相电压升高到线电压和产生瞬间过压,能够降低绝缘并对设备造成损害。本文主要讨论用先进的IEC61850 goose报文解决馈线接地故障保护问题,从分析一种实际的风电场和风电机组保护模型以及接地保护启动功能出发,介绍了接地故障中风电IED信息通信模型和各IED之间的交互模型,并用PSCAD软件对风电接地故障进行了仿真。重点设计了保护方案中的通信模块的实现,最后通过对goose报文保护方案进行性能分析,可证明用信息化手段能很好地解决接地故障,避免风电机组受到损害。（3）深入研究了goose报文在数字化变电站在线闭锁及闭锁预约中的应用。分析了闭锁规则的自动导出到闭锁功能实现的整个过程,设计了由三个核心数据库构成的闭锁实现模型,提出了预约闭锁实现方法,对goose报文闭锁信息数据交互、协作过程进行了详细分析。给出了传输goose报文所需的虚拟局域网和组播地址的配置方法,通过闭锁通信模拟实验,说明了该方法的可行性。（4）针对goose报文安全性问题,设计了安全goose报文,包括安全goose报文帧结构设计、ASN.1编码、SCL配置以及安全认证过程设计。并对安全认证进行了实验仿真,实验结果表明本文提出的安全认证方法既满足了CSCTG对变电站内部控制系统安全需求,其安全技术又完全符合IEC62351标准,对解决现行数字化变电站goose报文安全性问题有借鉴价值。

关键词： IEC61850 goose报文实时性在线闭锁预约闭锁接地故障保护安全goose报文

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基于goose报文的智能断路器监测技术

高压电器 2019年第2期55卷 46-52页

作者：章彬向真邹俊君吕启深艾精文廖敏夫梁俊滔深圳供电局有限公司广东深圳518000 大连理工大学电气工程学院辽宁大连116024 深圳市国立智能电力科技有限公司广东深圳518000

在开放和互联通信模式的基础上,为检测智能断路器的性能指标及运行的可靠性,基于IEC 61850标准,采用面向对象技术,对智能断路器的物理结构和功能(服务)进行抽象。建立了智能断路器运行状态的内部逻辑节点,实现现场参量的测量数据信息、... 详细信息

在开放和互联通信模式的基础上,为检测智能断路器的性能指标及运行的可靠性,基于IEC 61850标准,采用面向对象技术,对智能断路器的物理结构和功能(服务)进行抽象。建立了智能断路器运行状态的内部逻辑节点,实现现场参量的测量数据信息、状态数据的监测数据信息和操作控制数据信息的可靠传输。结合IEC 62271标准,针对智能断路器状态参数的特征扩充了IEC 61850标准的信息库,构建了适用于断路器的IED服务器模型,基于发布者/订阅者模式的goose报文传输机制进行数据包传输。IED模型提供了开关触头温升检测、真空开关运动状态检测及一次回路参数检测。在此基础上完成了IEC 61850在智能断路器通信中的实现,通过合闸试验证明了智能断路器状态监测的可靠性。

关键词：智能断路器 IEC 61850 IED服务器开关触头 goose报文

基于goose报文的智能终端干接点动作延时测量方法研究

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高压电器 2018年第7期54卷 184-188页

作者：孙银山苟锐锋杨晓平西安西电电力系统有限公司西安710065

智能终端是智能开关的核心装置之一,智能终端干接点动作延时和延时分散性是其关键指标,目前缺乏精确且统一的测量方法。基于智能开关信息流和实际运行工况,文中提出了一种智能终端干接点动作延时及延时分散性的测量方法,操作便捷、自动... 详细信息

智能终端是智能开关的核心装置之一,智能终端干接点动作延时和延时分散性是其关键指标,目前缺乏精确且统一的测量方法。基于智能开关信息流和实际运行工况,文中提出了一种智能终端干接点动作延时及延时分散性的测量方法,操作便捷、自动化程度高,测量精确度可达到0.1 ms,可有效避免因智能终端干接点动作延时过大导致的电力系统事故。

关键词： goose报文干接点智能终端延时测量 IEC 61850规约

数字变电站IEC61850-goose报文解码器的FPGA实现

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现代电子技术 2015年第18期38卷 151-154页

作者：颜文吴洁李尚柏四川大学辐射物理及技术教育部重点实验室四川成都610065

在数字化变电站中,面向通用对象变电站事件(goose)报文被用于传输跳合闸命令和状态信息,它直接服务于保护测控装置,记录变电站实时的运行状态,报文的快速解码能及时的排查偶发性故障。在详细地分析IEC61850-goose报文的结构后,考虑到报... 详细信息

在数字化变电站中,面向通用对象变电站事件(goose)报文被用于传输跳合闸命令和状态信息,它直接服务于保护测控装置,记录变电站实时的运行状态,报文的快速解码能及时的排查偶发性故障。在详细地分析IEC61850-goose报文的结构后,考虑到报文传输的实时性要求,提出了goose报文解码的FPGA设计方案。重点叙述解码模块中两个关键状态机的设计,应用Verilog硬件描述语言在QartusⅡ软件平台上实现了对解码模块的编写,最后通过对解码模块的功能仿真和在线调试验证了设计的合理性。

关键词：数字变电站硬件解码 goose报文 FPGA

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关于变电站goose报文传输的研究

继电器 2007年第S1期35卷 308-310页

作者：柯善文刘曙光何能刘勇西安工程大学机电学院陕西西安710048

变电站自动化系统设备数字化要求标准的网络数据通信具有高实时性和可靠性,IEC61850标准规定通用面向对象变电站事件goose报文采用特殊通信映射,直接映射到专门的以太网类型。与其他报文不一样的是goose报文不再使用TCP/IP协议栈与网络... 详细信息

变电站自动化系统设备数字化要求标准的网络数据通信具有高实时性和可靠性,IEC61850标准规定通用面向对象变电站事件goose报文采用特殊通信映射,直接映射到专门的以太网类型。与其他报文不一样的是goose报文不再使用TCP/IP协议栈与网络设备驱动程序通信,而是直接与设备驱动通信完成报文的发送和接收。本文分析了goose报文通过Linux系统的设备系统接口与驱动程序通信。

关键词： goose报文以太网设备驱动程序 Linux系统系统接口

智能变电站SV和goose报文模拟生成和检测装置的研究

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智能变电站SV和GOOSE报文模拟生成和检测装置的研究

作者：贾艳洒哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

智能变电站作为智能电网变电环节的载体,对智能电网的正常运行有重要作用,是未来变电站发展的必然趋势。IEC 61850作为变电站通信网络和系统的国际标准,为智能变电站不同厂家的设备之间实现互操作提供了理论支撑。SV报文和goose报文是... 详细信息

智能变电站作为智能电网变电环节的载体,对智能电网的正常运行有重要作用,是未来变电站发展的必然趋势。IEC 61850作为变电站通信网络和系统的国际标准,为智能变电站不同厂家的设备之间实现互操作提供了理论支撑。SV报文和goose报文是智能变电站中的两种重要报文,其实时传输对智能变电站的安全运行至关重要。本文构建SV和goose报文模拟生成和检测装置的信息模型,确定其信息交换机制,设计SV和goose报文模拟生成和检测装置,研究智能变电站间隔内报文端到端传输时间的影响因素。首先,为了对智能电子设备及其通信系统的一致性以及互操作进行测试,本文设计了SV和goose报文模拟生成和检测装置。研究IEC 61850规定的建模方法、抽象通信服务接口和特定通信服务映射,建立SV和goose报文模拟生成和检测装置的逻辑节点模型、逻辑设备模型和服务器模型,分析SV报文和goose报文对应的服务映射到以太网数据链路层的过程,确定了将SV和goose报文模拟生成和检测装置的功能映射到报文应用协议数据单元的方法,构建其信息模型,并确定其信息交换机制。其次,分析不同情况下报文传输时间的构成,给出报文传输时间的计算方法;以某220k V实际智能变电站的两个间隔为原型,在OPNET软件上构建其网络模型,通过仿真研究报文长度、报文发送频率、链路通信速率及节点数对单间隔内报文端到端传输时间的影响。然后,确定SV和goose报文模拟生成和检测装置的基本功能,设计SV和goose报文模拟生成和检测装置的结构。以微控制器STM32F407ZGT6和以太网控制器DM9000AEP为核心,设计装置的硬件电路,完成硬件平台的设计与测试。最后,根据建立的信息模型与确定的信息交换机制,在MDK5环境中编写SV网络通信程序和goose网络通信程序;使用专用的IEC 61850报文捕捉软件Wire Shark捕捉SV和goose报文模拟生成和检测装置发送的SV报文和goose报文,完成了SV报文传输和goose报文传输的通信一致性测试。

关键词：智能变电站 SV报文 goose报文传输时间一致性测试

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SM3算法在goose报文中的安全应用

广西电力 2021年第4期44卷 38-43页

作者：曾献煜刘飘冯瑞珏李志锋杨树丰广州城市理工学院电气工程学院广东广州510800 广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523008

本文针对goose报文在进行数据传输过程中存在电力信息泄露和遭受恶意篡改的风险,引入可进行数字签名验证的国密SM3算法应用于goose报文。在确保数据安全性的同时满足信息的实时性,通过从OpenSSL函数库将SM3算法移植入FCU2302+1043A嵌入... 详细信息

本文针对goose报文在进行数据传输过程中存在电力信息泄露和遭受恶意篡改的风险,引入可进行数字签名验证的国密SM3算法应用于goose报文。在确保数据安全性的同时满足信息的实时性,通过从OpenSSL函数库将SM3算法移植入FCU2302+1043A嵌入式控制单元中,并结合gmssl编译工具开发测试界面,性能测试分析表明,加密小文件时,加密耗时维持在20 ms左右,加密大文件时,加密耗时与文件大小呈线性增长关系,最终仍可满足电力系统大信息流的基本需求。

关键词： SM3算法 goose报文消息摘要算法变电站通讯安全信息安全

一种用于工业以太网交换机的goose报文优先转发方法

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计算机与数字工程 2012年第10期40卷 150-152页

作者：吴鹏吴军民黄在朝中国电力科学研究院南京211106

goose(面向通用对象的变电站事件)是IEC61850标准中定义的用于解决智能电子设备(IED)之间互相通信的数据模型,goose报文用于控制开关的跳闸或者合闸等关键信息,因此要求其具有很高的可靠性与实时性。目前在智能变电站中主要使用工业以... 详细信息

goose(面向通用对象的变电站事件)是IEC61850标准中定义的用于解决智能电子设备(IED)之间互相通信的数据模型,goose报文用于控制开关的跳闸或者合闸等关键信息,因此要求其具有很高的可靠性与实时性。目前在智能变电站中主要使用工业以太网交换机实现goose报文的传输,文章介绍了一种用于工业以太网交换机的goose报文优先转发方法,给出了具体的实施流程,并进行验证,实现了goose报文在网络中的可靠快速传输,特别是在网络中存在大流量高优先级背景数据时,保证goose报文无丢包且传输时延不受影响。

关键词：智能电网 goose报文以太网交换机优先转发