CN115914884A - 基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，包括包括配置站终端模块，运维支持平台模块，现场运维工具模块；配置站终端模块主要包括遥信、遥测、控制回路与通信板卡，用于进行采集信息的可用程度判断；运维支持平台模块是远程运维的主站系统服务端；现场运维工具模块是包括智能巡检技术与确认辅助识别技术的工具，用于与配置站终端模块，运维支持平台模块的数据交互。本发明在通讯安全上，加密装置使用RSA、国密SM2算法、电力专用密码算法以及使用专用数据网通道对传输的数据进行加密，防止被网络窥探和病毒入侵，保证通信生产数据的真实性、机密性和完整性。

Description

基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，特别是基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统。

背景技术

在二次远程运维系统中，存在几个明显问题，首先是通过数据网络专用通道传输，主站系统采用安全堡垒运维及日志审计等存在明显问题，独立组建的运维网，与站端的安防设备进行通过策略匹配、端口限制等措施；其次站端实现站控层二次设备的访问地址转换，接入专用数据网络，实现访问数据接入困难过大；最后是二次远程运维系统平台已实现一体、安全、高效的二次设备远程管理，解决电业企业二次运维工作效率低、运维人员数量需求紧张、运维工作量大、运维方式不安全等问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的问题在于如何提供基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其包括，

配置站终端模块，运维支持平台模块，现场运维工具模块；

所述配置站终端模块主要包括遥信、遥测、控制回路与通信板卡，用于进行采集信息的可用程度判断；

所述运维支持平台模块是远程运维的主站系统服务端；

所述现场运维工具模块是包括智能巡检技术与确认辅助识别技术的工具，用于与配置站终端模块，运维支持平台模块的数据交互；

所述配置站终端模块与运维支持平台模块通过光纤或是无线方式进行数据交互，配置站终端模块对现场运维工具模块进行单向无线数据传递，现场运维工具模块对运维支持平台模块进行单向无线或有线数据传递。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述配置站终端模块由各个部件组成，其中遥信、遥测、遥控回路、板件的运行和软件模块是保证终端正常运行、正确采集数据的关键，在运维中应对其状态自检，并上送其状态，针对异常进行报警；

所述可信专用终端通过无线模块或光纤模块上送信息，可信专用终端对通信涉及的参数进行监测，以便于实时发现通信质量问题。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述运维支持平台模块基于可信专用终端、可信专用通信网络点多面广的特点，可信专用二次设备运维支撑平台通过在线监测融合可信专用运行相关信息，对其进行数据分析与状态评估，建立支撑平台进行统一、集中、可视化管理；

所述可信专用网络二次设备涉及终端板卡、电源、通信，在对各状态评估时，需要建立标准数据分析、评估模型，以便于能根据不同设备形成运维策略，支撑不同设备的运维；

所述评估模型是可信专用二次设备运维支撑平台通过集成可信专用网遥信、遥测的实时与历史数据、通信通道、路径、模块数据、相关业务数据，完成终端及通信异常分析、终端失效分析、蓄电池分析、通道质量分析、参数和定值校验与分析、终端运行综合评价，实现可信专用终端消缺。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述运维支持平台模块包括主站层、通信网络层、设备层；

所述主站层对来自各种可信专用监测设备采集的可信专用网运行信息、设备监测信息、故障信息解析，进行数据处理、故障判定；

所述通信网络层遵循国家电力信息安全防护相关规定，应用光纤、无线网络构建通信信息网，并应用IEC60870-5-101/104规约实现可信专用监测设备与可信专用自动化主站间的数据通信，实现可信专用监测设备数据上传和可信专用自动化主站指令的下达；

所述设备层是安装在线路或站所的可信专用终端、各类故障指示器，实现对电网、设备运行状态监测，实时采集可信专用网运行状态并通过通信层与可信专用自动化主站进行通信。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述状态评估模型中电力监控包含在线监控与无线监控两种形态，评估模型的建立方式是

构建模糊综合评价指标因素集；

选择适宜的评价指标；

构建权重向量；

构建评价矩阵；

合成评价矩阵和权重；

模糊综合评判；

所述建立评价因素集方式是先选取可信专用网络电力监控的通信系统组成因素集u，表示为因素集U；

U＝(u₁，u₂，…u_n)

其中，u₁，u₂，...u_n代表的是通信系统状态量；

所述权重建立方式是模糊综合评判时需首先确定可信专用网络电力监控二次设备通信系统评价因素集U中各因素的权重

A＝(α₁，α₂，…α_n)

其中α_n表示的是因素集中第n个因素对应的权重；

所述评价标准建立分为四种形式，分别是对应可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维的评判修复标准中的良好，一般，可疑与差，差评分是是0-55分的立即安排检测维修，可疑评分是55-70分的可能存在缺陷申请安排维修，一般评分是70-85分的计划安排维修，良好评分是85-100分的通信状态良好，因此，四种状态的通信状态评估标准分分别取值是0-0.55，0.55-0.7，0.7-0.85，0.85-1；

所述评判矩阵的建立方式是

良好

一般

可疑

差

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述配置站终端模块与运维支持平台模块的联通方式是可信专用终端加密装置访问主站远程策略，其次配置站端横向防火墙ETH2口与接入交换机G1/0/10口和站端横向防火墙ETH1口与监控机互联地址、路由、NAT以及配置站端访问主站堡垒机策略，再次配置站端接入交换机远程Vlan和IP地址，最后修改监控机远程端口为13389，并开启允许远程桌面服务。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述运维支持平台模块包含站端设备资产；

所述资产包括站端名称、IP地址、访问端口13389、账户和密码；

所述配置运维防火墙访问策略和NAT以及配置主站接入管理交换机互联地址，再次配置主站加密装置访问站端远程策略，最后通过运维工作站登录前置堡垒机，使用RDP服务ssh服务进行远程访问站端监控机；

所述NAT是内外网地址转换和内外网访问策略。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述运维支持平台模块中的配置主站接入防火墙与汇聚路由器的方式是编辑接入防火墙的脚本，添加内外网地址转换，添加内外网路由，添加内外网地址映射，添加远程端口地址，添加主站与站端互访策略。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述配置站终端模块包含横向防火墙；

所述横向防火墙的工作方式是添加横向防火墙与监控机和接入交换机互联IP地址，添加到监控机路由IP地址，添加站端监控机IP地址映射外网IP地址，添加站端监控机访问主站前置堡垒机防火墙策略和访问端口为13389。

作为本发明所述基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的一种优选方案，其中：所述现场运维工具模块(300)采用通道复用技术，使用不同的虚拟通道进行釆集、运维，从而不影响业务数据的实时性、准确性，同时采集通信相关信息，对通信状态进行评估。

本发明有益效果为

(1)主站堡垒机具备日志审计功能支持全程录像，准确记录操作时间与行为，并且可以生成运维报表，确保发生安全事件时的有效追溯，减少互相推卸责任现象的发生。

(2)实现对所有站端监控机设备的统一管理，在线上完成运维工作，节省运维人员来回奔波花费的时间和精力。

(3)通讯安全上，加密装置使用RSA、国密SM2算法、电力专用密码算法以及使用专用数据网通道对传输的数据进行加密，防止被网络窥探和病毒入侵，保证通信生产数据的真实性、机密性和完整性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为实施例1中基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的结构图。

图2为实施例1中基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的通讯判断图。

图3为实施例2中基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统的实施例结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1和图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统包括配置站终端模块100，运维支持平台模块200，现场运维工具模块300，

配置站终端模块100主要包括遥信、遥测、控制回路与通信板卡，用于进行采集信息的可用程度判断；运维支持平台模块200是远程运维的主站系统服务端；现场运维工具模块300是包括智能巡检技术与确认辅助识别技术的工具，用于与配置站终端模块100，运维支持平台模块200的数据交互；配置站终端模块100与运维支持平台模块200通过光纤或是无线方式进行数据交互，配置站终端模块100对现场运维工具模块300进行单向无线数据传递，现场运维工具模块300对运维支持平台模块200进行单向无线或有线数据传递。

其结构如图1所示。

(1)配置站终端

配置站终端的电源系统运维：蓄电池是配置站终端在无电源供电情况下支撑配电设备操作的关键。需要时刻监测配置站终端工作电源、蓄电池的工作状态，及时发现电源异常、准确定位故障点；蓄电池需对其充放电，以保证蓄电池使用寿命，充电过程正常、对蓄电池可利用吋间作出评估和是否需要充放电进行监测；

配置站终端由各个部件组成，其中遥信、遥测、遥控回路、重要组件或板件的运行和软件模块是保证终端正常运行、正确采集数据的关键，在运维中应对其状态自检，并上送其状态，针对异常进行报警，以便能对缺陷提前预警、及时处理；

配置站终端通过无线模块或光纤模块上送信息，配置站终端对通信涉及的参数进行监测，以便于实时发现通信质量问题；

配置站终端的信息传送易受通信干扰或通信不稳定，针对配置站终端上送信息误报、抖动，应进行分析，以确保上送信息的可用性。对频繁误报、错报信息进行统计分析，以便于发现缺陷；

配置站终端的运行易受环境影响，对能釆集的环境温度、湿度等信息，可以考虑对其分析，以便于在配置站终端缺陷与故障分析时，进行综合考虑。

(2)现场运维工具

为同时做好配电自动化业务传输信息和配电终端运维信息的传输，建议采用通道复用技术，使用不同的虚拟通道进行釆集、运维。从而不影响业务数据的实时性、准确性，同时采集通信相关信息，对通信状态进行评估。

配置站终端状态判定分为多个方面，包括

表1配置站终端状态判定表

表2配置站通信节点评价状态量定义

如图2所示，在终端通信监控中，主要对于终端通信异常状态进行判定，首先进行无线终端的判定，如果通信模块，终端自检与规约链路都显示正常，则可以进行分析结束，而对于光纤终端来说，如果分析结果，通信节点状态，终端自检正常，则可以显示为分析结论正常。

实施例2

参照图3～7，为本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：还包括。在上一个实施例中，基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统包括

在二次运维主站系统进行配置及脚本编辑，实现数据承载及数据传输，从而实现站端设备的安全传输。

(1)对主站运维工作站、安全运维平台、应用发布服务器，进行服务器和主机的操作系统及应用系统进行安全加固，配置接入交换机互联地址，下载并配置需要远程的插件。

(2)配置前置堡垒机、日志审计服务器：用超级用户登录WEB界面，添加站端远程设备信息(站端名称、远程访问的IP地址、访问端口13389、账户和密码)。

(3)配置主站接入防火墙及汇聚路由器：编辑接入防火墙的脚本，添加内外网地址转换，添加内外网路由，添加内外网地址映射，添加远程端口地址，添加主站与站端互访策略。

(4)配置主站管理接入交换机：添加vlan和IP地址并划分端口，与接入防火墙互联。

(5)配置主站加密装置：通过SMC访问主站加密装置，在策略配置中添加前置堡垒机访问站端监控机策略。

(6)配置站端加密装置：登录安全管理员账户，在策略配置中添加站端监控机访问前置堡垒机策略。

(7)配置站端接入交换机：添加vlan和IP地址并划分端口，与横向防火墙互联。

(8)配置站端横向防火墙：添加横向防火墙与监控机和接入交换机互联IP地址，添加到监控机路由IP地址，添加站端监控机IP地址映射外网IP地址，添加站端监控机访问主站前置堡垒机防火墙策略和访问端口为13389。

(9)配置站端监控机：修改监控机远程端口为13389，并开启允许远程桌面服务及进程。

(10)最后通过主站运维工作站登录前置堡垒机，使用RDP服务、ssh等服务进行远程访问站端监控机。

技术方案主要内容如下：

(1)远程运维的站端(客户端)说明：首先配置站端加密装置访问主站远程策略，其次配置站端横向防火墙ETH2口与接入交换机G1/0/10口和站端横向防火墙ETH1口与监控机互联地址、路由、NAT以及配置站端访问主站堡垒机策略，再次配置站端接入交换机远程Vlan和IP地址，最后修改监控机远程端口为13389，并开启允许远程桌面服务。

(2)远程运维的主站系统(服务端)说明：首先在主站堡垒机添加站端设备资产(资产包括：站端名称、IP地址、访问端口13389、账户和密码)，其次配置运维防火墙访问策略和NAT(内外网地址转换和内外网访问策略)以及配置主站接入管理交换机互联地址，再次配置主站加密装置访问站端远程策略，最后通过运维工作站登录前置堡垒机，使用RDP服务ssh等服务进行远程访问站端监控机。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：包括配置站终端模块(100)，运维支持平台模块(200)，现场运维工具模块(300)；

所述配置站终端模块(100)主要包括遥信、遥测、控制回路与通信板卡，用于进行采集信息的可用程度判断；

所述运维支持平台模块(200)是远程运维的主站系统服务端；

所述现场运维工具模块(300)是包括智能巡检技术与确认辅助识别技术的工具，用于与配置站终端模块(100)，运维支持平台模块(200)的数据交互；

所述配置站终端模块(100)与运维支持平台模块(200)通过光纤或是无线方式进行数据交互，配置站终端模块(100)对现场运维工具模块(300)进行单向无线数据传递，现场运维工具模块(300)对运维支持平台模块(200)进行单向无线或有线数据传递。

2.如权利要求1所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述配置站终端模块(100)由各个部件组成，其中遥信、遥测、遥控回路、板件的运行和软件模块是保证终端正常运行、正确采集数据的关键，在运维中应对其状态自检，并上送其状态，针对异常进行报警；

所述可信专用终端通过无线模块或光纤模块上送信息，可信专用终端对通信涉及的参数进行监测，以便于实时发现通信质量问题。

3.如权利要求2所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述运维支持平台模块(200)基于可信专用终端、可信专用通信网络点多面广的特点，可信专用二次设备运维支撑平台通过在线监测融合可信专用运行相关信息，对其进行数据分析与状态评估，建立支撑平台进行统一、集中、可视化管理；

所述可信专用网络二次设备涉及终端板卡、电源、通信，在对各状态评估时，需要建立标准数据分析、评估模型，以便于能根据不同设备形成运维策略，支撑不同设备的运维；

所述评估模型是可信专用二次设备运维支撑平台通过集成可信专用网遥信、遥测的实时与历史数据、通信通道、路径、模块数据、相关业务数据，完成终端及通信异常分析、终端失效分析、蓄电池分析、通道质量分析、参数和定值校验与分析、终端运行综合评价，实现可信专用终端消缺。

4.如权利要求3所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述运维支持平台模块(200)包括主站层、通信网络层、设备层；

所述主站层对来自各种可信专用监测设备采集的可信专用网运行信息、设备监测信息、故障信息解析，进行数据处理、故障判定；

所述通信网络层遵循国家电力信息安全防护相关规定，应用光纤、无线网络构建通信信息网，并应用IEC60870-5-101/104规约实现可信专用监测设备与可信专用自动化主站间的数据通信，实现可信专用监测设备数据上传和可信专用自动化主站指令的下达；

所述设备层是安装在线路或站所的可信专用终端、各类故障指示器，实现对电网、设备运行状态监测，实时采集可信专用网运行状态并通过通信层与可信专用自动化主站进行通信。

5.如权利要求1、2和4任一所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述状态评估模型中电力监控包含在线监控与无线监控两种形态，评估模型的建立方式是

构建模糊综合评价指标因素集；

选择适宜的评价指标；

构建权重向量；

构建评价矩阵；

合成评价矩阵和权重；

模糊综合评判；

所述建立评价因素集方式是先选取可信专用网络电力监控的通信系统组成因素集u，表示为因素集U；

U＝(u₁，u₂，…u_n)

其中，u₁，u₂，...u_n代表的是通信系统状态量；

所述权重建立方式是模糊综合评判时需首先确定可信专用网络电力监控二次设备通信系统评价因素集U中各因素的权重

A＝(α₁，α₂，…α_n)

其中α_n表示的是因素集中第n个因素对应的权重；

所述评价标准建立分为四种形式，分别是对应可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维的评判修复标准中的良好，一般，可疑与差，差评分是是0-55分的立即安排检测维修，可疑评分是55-70分的可能存在缺陷申请安排维修，一般评分是70-85分的计划安排维修，良好评分是85-100分的通信状态良好，因此，四种状态的通信状态评估标准分分别取值是0-0.55，0.55-0.7，0.7-0.85，0.85-1；

所述评判矩阵的建立方式是

良好

一般

可疑

差

6.如权利要求5所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述配置站终端模块(100)与运维支持平台模块(200)的联通方式是可信专用终端加密装置访问主站远程策略，其次配置站端横向防火墙ETH2口与接入交换机G1/0/10口和站端横向防火墙ETH1口与监控机互联地址、路由、NAT以及配置站端访问主站堡垒机策略，再次配置站端接入交换机远程Vlan和IP地址，最后修改监控机远程端口为13389，并开启允许远程桌面服务。

7.如权利要求6所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述运维支持平台模块(200)包含站端设备资产；

所述资产包括站端名称、IP地址、访问端口13389、账户和密码；

所述配置运维防火墙访问策略和NAT以及配置主站接入管理交换机互联地址，再次配置主站加密装置访问站端远程策略，最后通过运维工作站登录前置堡垒机，使用RDP服务ssh服务进行远程访问站端监控机；

所述NAT是内外网地址转换和内外网访问策略。

8.如权利要求6或7所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述运维支持平台模块(200)中的配置主站接入防火墙与汇聚路由器的方式是编辑接入防火墙的脚本，添加内外网地址转换，添加内外网路由，添加内外网地址映射，添加远程端口地址，添加主站与站端互访策略。

9.如权利要求8所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述配置站终端模块(100)包含横向防火墙；

所述横向防火墙的工作方式是添加横向防火墙与监控机和接入交换机互联IP地址，添加到监控机路由IP地址，添加站端监控机IP地址映射外网IP地址，添加站端监控机访问主站前置堡垒机防火墙策略和访问端口为13389。

10.如权利要求1、2、4、6、7和9任一所述的基于可信专用网络的电力监控系统二次设备远程运维系统，其特征在于：所述现场运维工具模块(300)采用通道复用技术，使用不同的虚拟通道进行釆集、运维，从而不影响业务数据的实时性、准确性，同时采集通信相关信息，对通信状态进行评估。

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