CN108336713A - 配置加密通信模块的配电网智能控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配置加密通信模块的配电网智能控制器，其包括主控制器及与其相连接的加密通信模块、短信发送模块、检测模块、执行机构、供电模块及存储模块、还包括一现场遥控器模块，所述现场遥控器模块通过集美通信模块与主控制器连接；所述主控制器将通过短信的远程遥控和使用现场遥控器的就地遥控均与主控制器预先存储有合理操作进行比对，若比对成功这说明为允许的操作，若比对不成功则为不允许的操作；若检测出不允许的操作，则远程遥控会响应相应的提示信息，就地遥控器遥控，则操作自动被取消；所述主控制器通过参数设置对接入的开关量取反，既允许接常开也允许接常闭。本发明具有远程遥控及就地遥控功能，能对配电网进行智能控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种配置加密通信模块的配电网智能控制器。
背景技术
馈线自动化终端(FTU)是自动化系统与一次设备联结的接口，主要用于配电系统变压器、断路器、重合器、分段器、柱上负荷开关、环网柜、调压器、无功补偿电容器的监视和控制，与馈线主站通信，提供配电系统运行控制及管理所需的数据，执行主站给出的对配电设备的控制调节指令，以实现馈线自动化的各项功能。FTU实质上是介于远方终端(RTU)与继电保护之间的一种自动化终端。
目前多数无线通讯模式的10kV配电网柱上开关FTU（馈线终端设备）控制器的安全加密防护措施单一，安全防护薄弱，采用软件加密或未加密，当FTU控制器通过无线通讯网络接入远方控制系统时，FTU终端容易受到无线通讯外网冒充主站对子站终端进行攻击，恶意操作电气设备，或者是受到无线通讯外网病毒或黑客攻击，造成设备损毁或柱上开关跳闸断电，影响供电安全。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种配置加密通信模块的配电网智能控制器。
本发明采用以下技术方案实现：一种配置加密通信模块的配电网智能控制器，其包括主控制器及与其相连接的加密通信模块、短信发送模块、检测模块、执行机构、供电模块及存储模块；所述执行机构包括配电网馈线上是断路器、继电器或隔离开关；还包括一现场遥控器模块，所述现场遥控器模块通过集美通信模块与主控制器连接；通过检测模块用于检测电网的相电流、零序电流、相电压、功耗及供电模块电压；主控器对检测到的信号进行判别，从而控制执行机构进行跳闸、合闸操作；实时监视现场状态的变化，一旦发生变化通过短信发送模块立即向指定的手机号码发送事件报告；
通过现场遥控器向主控制器发送遥控信号，主控制器通过接收的遥控新信号控制执行机构，从而实现就地跳闸、合闸、复归；所述主控制器将通过短信的远程遥控和使用现场遥控器的就地遥控均与主控制器预先存储有合理操作进行比对，若比对成功这说明为允许的操作，若比对不成功则为不允许的操作；若检测出不允许的操作，则远程遥控会响应相应的提示信息，就地遥控器遥控，则操作自动被取消；所述主控制器通过参数设置对接入的开关量取反，既允许接常开也允许接常闭。
在本发明一实施例中，检测模块的检测信息、操作机构的动作均存储于存储模块；存储模块掉电不消失；方便事故的追忆和分析。
在本发明一实施例中，主控制器具有对时功能，通过通信对时，或通过短信对时，或使用测试软件对时。
在本发明一实施例中，所述主控制器通过通信模块与预付费电能表通讯，实现预付费控制功能；在未经授权的情况下，打开计量箱门，主控制器通过执行机构强制断电的功能。
在本发明一实施例中，所述加密通信模块采用基于非对称及对称密钥技术的安全模块，其中非对称加密采用SM2标准加密算法，对称加密采用中国电科院制定的标准加密算法。
与现有技术相比，本发明具有远程遥控及就地遥控功能，能对配电网进行智能控制。且对本发明在智能控制器板加入基于配置非对称及对称密钥技术安全模块的硬件芯片加密技术，满足国家电网公司技术规范文件提出的“配电网自动化系统应该支持基于非对称密钥技术的单向认证功能，主站下发的遥控命令应带有基于调度证书的数字签名， 子站侧或终端侧应能够鉴别主站的数字签名，无法满足要求的，禁止使用公网对配电终端的远方遥控功能。”功能，同时满足该技术规范文件要求得“在子站终端设备上配置安全模块，对来源于主站系统的控制命令和参数设置指令采取安全鉴别和数据完整性验证措施，以防范冒充主站对子站终端进行攻击，恶意操作电气设备。”功能，实现可靠的安全防护要求。且本发明还具有双电源供电，保证了智能控制器稳定工作。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明一实施例的菜单功能示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种配置加密通信模块的配电网智能控制器，其包括主控制器及与其相连接的加密通信模块、短信发送模块、检测模块、执行机构、供电模块及存储模块；所述执行机构包括配电网馈线上是断路器、继电器或隔离开关；还包括一现场遥控器模块，所述现场遥控器模块通过集美通信模块与主控制器连接；通过检测模块用于检测电网的相电流、零序电流、相电压、功耗及供电模块电压；主控器对检测到的信号进行判别，从而控制执行机构进行跳闸、合闸操作；实时监视现场状态的变化，一旦发生变化通过短信发送模块立即向指定的手机号码发送事件报告；
通过现场遥控器向主控制器发送遥控信号，主控制器通过接收的遥控新信号控制执行机构，从而实现就地跳闸、合闸、复归；所述主控制器将通过短信的远程遥控和使用现场遥控器的就地遥控均与主控制器预先存储有合理操作进行比对，若比对成功这说明为允许的操作，若比对不成功则为不允许的操作；若检测出不允许的操作，则远程遥控会响应相应的提示信息，就地遥控器遥控，则操作自动被取消；所述主控制器通过参数设置对接入的开关量取反，既允许接常开也允许接常闭。
在本发明一实施例中，检测模块的检测信息、操作机构的动作均存储于存储模块；存储模块掉电不消失；方便事故的追忆和分析。
在本发明一实施例中，主控制器具有对时功能，通过通信对时，或通过短信对时，或使用测试软件对时。
在本发明一实施例中，所述主控制器通过通信模块与预付费电能表通讯，实现预付费控制功能；在未经授权的情况下，打开计量箱门，主控制器通过执行机构强制断电的功能。
在本发明一实施例中，所述加密通信模块采用基于非对称及对称密钥技术的安全模块，其中非对称加密采用SM2标准加密算法，对称加密采用中国电科院制定的标准加密算法。
本发明的智能控制器具有以下几种功能：
遥控、遥测、遥信功能
遥控功能有：遥控跳闸操作，遥控合闸操作。手持遥控器就地跳闸操作，就地合闸操作。遥测量主要有：IA、IB、IC、I0、UAB、UCB、UL（电池电压）、P、Q、COS精度达到0.5级。或IA、IB、IC、I0、UAB、UCB、U0、P、Q、COS精度达到0.5级。遥信量主要有：6路遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信分辨率小于2ms。
对时功能
可以通过调度通过通信对时，也可以使用手机通过短信对时，也可以使用专用测试软件对时。
事项记录保存功能
可以存储32条事件顺序记录（SOE记录），和16条保护动作记录。掉电不消失。方便事故的追忆和分析。
自动发送事项短信功能
实时监视现场状态的变化，一旦发生变化立即向指定的手机号码（可以是多个手机号）发送事件报告，事件报告是中文的，很直观。该功能可以通过控制字关闭或打开。
现场遥控器遥控
使用配套的无线遥控器可以就地跳闸、合闸、复归。遥控器有四个键，ABCD。跳闸操作：按“D”，3秒内按“A”键。合闸操作：按“D”键，3秒内按“B”键；复归操作：按“D”键，3秒内按“C”键。
遥控检查
通过短信的远程遥控和使用遥控器的就地遥控，装置都能自动检查遥控操作的合理性。比如开关分位再跳闸或开关合位再合闸，未储能合闸都认为是不允许的操作。对于检查出的不允许的操作，远程遥控会响应相应的提示信息，就地遥控器遥控，则操作自动被取消。
开入取反功能
可以通过参数设置对接入的开关量取反，这样就既可以接常开也可以接常闭，使用比较方便。
在本发明一具体实施例中，智能控制器的结构示意图如图1所示。
其中：
旋钮开关1
通过此旋钮开关，可以切换操作状态。旋到左边的“远方”位置，指允许远方操作及监控模块正常运行，闭锁面板按钮操作，此时分、合闸按钮是失效的；旋到右边的“就地”位置，指允许就地操作，闭锁远方操作，此时可以通过分、合闸按钮操作，遥控是无效的；旋到中间“切除”位置，远方和就地操作都无效。
正常运行时应处于“远方”位置；需要通过分、合闸按钮操作时，拨到“就地”位置，分、合闸操作结束后，需要把旋钮开关拨到“远方”位置；禁止操作开关（如检修开关时）时，拨到“切除”位置。
分、合闸按钮2 -1、2-2
当旋钮开关处于“就地”位置时，可以通过分、合闸按钮完成就地的分闸、合闸操作。
电源开关3
“交流开关”控制交流电源和充电电源插座电源的接入，当交流开关打到“-”时，交流电源可接入，当交流开关打到“=”时，充电电源插座4可接入，“电池开关”控制电池的接入。出厂时这两个开关都处于分状态。
充电电源插座4
通过充电电源插座，可以给控制器提供电源，同时给电池充电。
电池启动按钮5
在无AC220V，使用电池做实验时，需按下电池启动按钮。
保险6
设备加电前，务必检查保险座内是否有5A保险。
监控模块7用于人机交互
指示灯有9个。
“运行”灯：当装置正常工作时该灯闪亮。
“告警”灯：自检错误以及有告警信息产生时亮，正常灭。 该灯亮时可以从“开关量显示”菜单查看告警的原因，其中一定至少有一位引起告警的状态为1。
“速断”灯：速断动作后亮，复归后灭。
“限时速断”灯：限时速断动作后亮，复归后灭。
“过流”灯：过流动作后亮，复归后灭。
“零序”灯：零序动作后亮，复归后灭。
“重合闸”灯：重合闸动作后亮，复归后灭。
“GSM”灯：GPRS/短信通信指示灯，数据收发时闪烁。
“闭锁”灯：位于液晶显示器左上角，
按键
右边的区域有9个用于菜单交互的按键。四个方向键，“＋”、“－”用于修改数值，“返回”、“确认”用于菜单返回，操作确认。
“复归”按键用于就地复归装置的所有保护信号。
命令菜单为树型结构多级菜单，从正常显示界面按“确认”键进入主菜单，用上下键选择相应菜单条目，按“确认”键进入下一级菜单，按“返回”键回上一级菜单。菜单结构示意图见2。
保护整定值
在主菜单选中“装置整定”，按“确认”键进入装置整定菜单，选中保护定值条目，按“确认”键，输入保护定值区号，按“确认”键进入保护定值整定界面。
按四个方向键可以将光标移动到所需要整定的位置，通过“＋”“－”键改变数字大小，当全部定值整定完毕按“确认”键可将定值固化。在整定定值的过程中，保护被闭锁。如果在保护定值整定界面按“返回”键，则返回到输入保护定值区号窗口。
较佳的还包括一测试接口8。
装置参数设定
修改同保护定值整定。
电能参数设定
修改同保护定值整定。
手机号码设定
修改同保护定值整定。
GPRS参数设定
修改同保护定值整定。
精度自动调整
用于工厂测试，现场禁止使用。
精度手动调整
用于工厂测试，现场禁止使用。
报文清除
将擦除SOE报文和保护报文，擦除之后，提示“报文已清除”。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种配置加密通信模块的配电网智能控制器，其特征在于，包括主控制器及与其相连接的加密通信模块、短信发送模块、检测模块、执行机构、供电模块及存储模块；所述执行机构包括配电网馈线上是断路器、继电器或隔离开关；
还包括一现场遥控器模块，所述现场遥控器模块通过集美通信模块与主控制器连接；
通过检测模块用于检测电网的相电流、零序电流、相电压、功耗及供电模块电压；主控器对检测到的信号进行判别，从而控制执行机构进行跳闸、合闸操作；实时监视现场状态的变化，一旦发生变化通过短信发送模块立即向指定的手机号码发送事件报告；
通过现场遥控器向主控制器发送遥控信号，主控制器通过接收的遥控新信号控制执行机构，从而实现就地跳闸、合闸、复归；
所述主控制器将通过短信的远程遥控和使用现场遥控器的就地遥控均与主控制器预先存储有合理操作进行比对，若比对成功这说明为允许的操作，若比对不成功则为不允许的操作；若检测出不允许的操作，则远程遥控会响应相应的提示信息，就地遥控器遥控，则操作自动被取消；
所述主控制器通过参数设置对接入的开关量取反，既允许接常开也允许接常闭。
2.根据权利要求1所述的配置加密通信模块的配电网智能控制器，其特征在于：检测模块的检测信息、操作机构的动作均存储于存储模块；存储模块掉电不消失；方便事故的追忆和分析。
3.根据权利要求1所述的配置加密通信模块的配电网智能控制器，其特征在于：主控制器具有对时功能，通过通信对时，或通过短信对时，或使用测试软件对时。
4.根据权利要求1所述的配置加密通信模块的配电网智能控制器，其特征在于：所述主控制器通过通信模块与与预付费电能表通讯，实现预付费控制功能；在未经授权的情况下，打开计量箱门，主控制器通过执行机构强制断电的功能。
5.根据权利要求1所述的配置加密通信模块的配电网智能控制器，其特征在于：所述加密通信模块采用基于非对称及对称密钥技术的安全模块，其中非对称加密采用SM2标准加密算法，对称加密采用中国电科院制定的标准加密算法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180727 |