一种用公网实现对光伏或风电站远程控制的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用公网实现对光伏或风电站远程控制技术领域，具体是一种用公网实现对光伏电站或风电站远程控制的方法及系统。
【背景技术】
[0002]现有技术的光伏或风电站监控系统只能立足于电站本身，因为这些电站发电容量较小，数量众多，大多都地处偏远、荒凉、分散，出于安全考虑，如要实现远程传送操作和控制指令，必须建设专用通信网络，不能利用如因特网等公共网络资源，否则操作及控制指令可能被蓄意破坏者截取，从而对电站进行攻击，导致处在同一网络上所有电站全站停止发电；如果在这些发电容量较小、数量众多、偏远、分散的各光伏电站和集中监控中心间建设专用通信网络，其投资将十分巨大，且维护成本非常高昂，也存在安全隐患，因为所建专用网络庞大，经过地域多，难免被蓄意破坏者寻得，如被蓄意破坏者寻得，只需在寻得处插入，就可对网络中的所有电站进行攻击，所以目前技术只能通过因特网远程对光伏电站进行监视而不能实现远程对电站的直接操作和控制。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供了一种用公网实现对电站远程控制的方法及系统，不仅能够利用公共通讯网络安全地实现对被控电站的远程操控，而且安全性高于专用网络。
[0004]本发明采用的技术方案:一种用公网实现对光伏或风电站远程控制的系统，包括用于产生操作或控制指令原码的原码发生器，与原码发生器连接用于将指令原码编码成跳变码的远程控制指令加密编码器和与远程控制指令加密编码器连接用于将跳变码通过因特网发送给被控电站的跳变码发送装置；所述的被控电站包括用于接收跳变码的跳变码接收装置，与跳变码接收装置连接用于将接收到的跳变码解码为指令原码的远程控制指令解密器和与远程控制指令解密器连接用于接收指令原码并执行操作的被控电站操作控制系统。
[0005]根据本发明的另一方面，提供一种用公网实现对被控电站远程控制的方法，包括远控指令加密编码算法、远控指令解密码算法和编解码密码动态变化方法；所述的远控指令加密编码算法包括以下步骤:
51:上电后远程控制指令加密编码器(2)初始化，检查是否已经存在同步计数，如经检查不存在同步计数，则先给同步计数赋初值；如经检查已经存在同步计数，则不再进行同步计数初始化；
52:编码密码检查，如经检查不存在编码密码，则由事先指定的9个字节的电站代码和指定的5个字节的种子代码通过非线性编码算法产生编码密码，过程如下:用电站代码代替编码密码，将种子值置入非线性算法的运算数组B中，调用非线性编码算法，得到编码密码的低5字节，仍然用电站代码代替编码密码，将种子值的最高位加一常数后数置入运算数组B，调用非线性算法，得到编码密码的高5字节，取低4字节与前次得到的低5字节合并成完整的9位编码密码并存入EEPROM存储器；
如果已经存在编码密码，程序进入接收原始指令的环节，当接收到原始指令数据，程序便进入加密编码环节；
53:128位加密编码环节，确定一个16个字节的运算数组，每次运算为5个字节，分3次运算，首先从存储器中取出同步计数值并加I后写入到运算数组的前3个字节中，剩下的两个字节分别写入原指令码中的电站地址码和设备地址码，取出编码密码，调用非线性编码算法，计算出前5个字节的跳变码并暂存；再将同步计数放入运算数组的前3个字节中，剩下的两个字节分别写入原指令码中的设备地址码和电站地址码，取出编码密码，调用非线性编码算法，计算出中5个字节的跳变码并暂存；再将同步计数放入运算数组的前3个字节中，剩下的两个字节分别写入原指令码中的操作码和电站地址码，取出编码密码，调用非线性编码算法，计算出后5个字节的跳变码并暂存；最后将运算数组的最后一个字节写入电站地址码；此时4个字节32位的原始指令码变成16个字节128位的跳变码；保存新的同步计数值到EEPROM存储器，以备下次计算使用；
54:跳变码发送，通过串行口 Jl将128位跳变码传送给跳变码发送装置(3)，由跳变码发送装置(3)将跳变码通过因特网发送给被控光伏或风电站；
所述的远控指令解密码算法包括以下步骤:
(51):上电后远程控制指令解密器(5)初始化，检查是否已经存在同步计数，如经检查不存在同步计数，则先给同步计数赋初值，此初值与远程控制指令加密器相同；如经检查已经存在同步计数，则不再进行同步计数初始化；
(52):解码密码检查，如经检查不存在解码密码，则取与远程控制指令加密器相同的的电站代码和种子代码通过非线性编码算法产生解码密码，此解码密码和远程控制指令加密器中的编码密码相同，产生过程也相同；如果已经存在解码密码，程序进入接收跳变码环节，当串行口 Jl接收到控制中心发来的跳变码数据，程序便进入解密环节；
(53):解密环节，取出解码密码，调用非线性解码算法，对16个字节128位跳变码分别进行解码，先解低五个字节，次解中五个字节，最后解高五个字节，通过解码，原始指令已经出现在数组中；
(54):验证数组中指令的真伪，首先检查解码后的数组各段字节中同步计数值是否相同且与上次值相比是否合理增加，将解码后的同步计数值与每次解码后记录在EEPROM存储器中的同步计数值进行比较，如果前者小于或等于后者，则此跳变码为假码；如果前者大于后者超过一定值，也为假码，否则同步计数值核对正确；然后核对解码后的数组中各段的电站地址和设备地址是否一致，如果一致表明指令是真的，否则指令是仿冒的，将新的同步计数更新到EEPROM存储器中，并将指令恢复成4个字节32位原始指令；
(55):选择串行口J2，通过串行口 J2把控制指令送给电站操作控制系统执行操作或控制；
所述的编解码密码是动态变化的，每编码、解码一次，编解码密码就变化一次；所述的编解码密码动态变化方法包括以下步骤:
被控电站侧:
Cl:被控电站接收到跳变码，经解密码并验证是本站的控制指令码； C2:取出9个字节的解码密码和5个字节种子值；
C3:将种子值右移循环η位；
C4:将种子值置入非线性算法的运算数组B中，调用非线性编码算法，得到新解码密码的低5字节，将种子值的最高位加一常数后置入运算数组B，调用非线性算法，得到新解码密码的高5字节，取低4字节与前次得到的低5字节合并成完整的9个字节的新解码密码并存入EEPROM存储器；
C5:将接收到的跳变码再编码后发回至控制中心的远程控制指令加密编码器；
控制中心侧:
Dl:接收到被控电站发来的跳变码，经解码并验证是原先发出的跳变码；
D2:取出9个字节的编码密码和5个字节种子值；
D3:将种子值右移循环η位；
D4:将种子值置入非线性算法的运算数组B中，调用非线性编码算法，得到新编码密码的低5字节，将种子值的最高位加一常数后置入运算数组B，调用非线性算法，得到新编码密码的高5字节，取低4位与前次得到的低5位合并成完整的9个字节的新编码密码并存入EEPROM存储器。
[0006]本发明的有益效果:1、指令原码在通过网络传送之前已经转变成位数很多、数值离散很大的跳变码，数值组合达量万亿亿亿亿级，且每个跳变码只一次有效，使截码技术和扫码技术破解成为不可能；
2、用于产生跳变码和将跳变码解码的编解码密码是动态变化的，每编码、解码一次，编解码密码就变化一次，这使得采用超级计算机对大量截获数据推导破解成为不可能；
3、远控指令解码器能有效地将被控电站内的控制专网和因特网隔离，只有经解密确认正确的控制指令才能进入电站控制专网，而互联网上其他任何数据都不能进入电站控制专网，能有效保证电站的安全。所以指令传送过程中的安全性很高，高于已有技术在专网上的传送。
[0007]4、由于可以使用因特网或其他公共网络传送，费用很低，一般光伏电站都已接通因特网，所以不需要额外投资建设网络，或者只增加很小的投资。
[0008]5、由于一条指令在编码后只有16个字节128位，所以通过网络传输所需带宽很小，控制的可靠性很高。
【附图说明】
[0009]图1是远程控制原理方框图；
图2是操作或控制指令原码格式、加密后的跳变码格式；
图3是远程控制指令加密器电路原理图；
图4是远程控制指令解密器电路原理图；
图5是远程控制指令加密编码算法流程图；
图6是远程控制指令解密码算法流程图；
图7是非线性编码算法流程图；
图8是非线性解码算法流程图；
图9是编解码密码是动态变化流程图。
【具体实施方式】
[0010]以下是本发明的一个【具体实施方式】，现结合附图作进一步说明。
[0011]如图1所示，一种用公网实现对电站远程控制的系统，其特征在于:包括用于产生操作或控制指令原码的原码发生器1，与原码发生器I连接用于将指令原码编码成跳变码的远程控制指令加密编码器2和与远程控制指令加密器2连接用于将跳变码通过因特网发送给光伏电站的跳变码发送装置3 ;所述的被控电站包括用于接收跳变码的跳变码接收装置4，与跳变码接收装置4连接用于将接收到的跳变码解码为指令原码的远程控制指令解密器5和与远程控制指令解密器5连接用于接收指令原码并执行操作的被控电站操作控制系统6。
[0012]如图2所示，原码发生器(I)产生的指令原码为4个字节共32位；第一个字节为8位电站地址码，全零不用，共可控制255个电站。第二个字节为8位站内可操作或控制设备地址码，共可控制255个可操作或可控制设备。第三个字节和第四个字节的低四位共12位