一种长距离电网设备通信系统的制作方法

本发明涉及安全通信，具体涉及一种长距离电网设备通信系统。

背景技术：

1、长距离电网设备通信在电力系统中具有重要的意义和作用。它可以实现电网设备之间的远程通信和数据传输，从而提高了电力系统的安全性、可靠性和效率，长距离电网设备通信可以实现实时的监测和控制。通过远程通信，远端控制中心可以实时监测各个关键设备的状态和运行参数，例如发电机、变压器、开关设备等。这有助于及时发现潜在的故障和问题，并采取相应的措施进行干预和修复，以保障电网的正常运行；

2、当前的一种长距离电网设备通信系统应用在变电站和远程控制中心中，由变电站采集电网设备的数据，长距离传输到远程控制中心，由远程控制中心来对电网设备进行控制，在变电站向远端控制中心进行长距离传输电网设备数据的过程中，采用密钥的形式对其进行加密，而密钥由远端控制中心进行动态更新并传输到变电站中，这样的方式，密钥在进行传输的过程中存在泄露被窃取的风险，并且使用密钥加密的长距离传输的电网设备数据，在显示形式上较为常见，如果被第三方窃取，将很容易被第三方判定出加密的方式是什么，进而针对加密的方式对窃取的数据进行破解，导致长距离电网设备通信不再安全；

3、为了解决上述问题，本发明提出了一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种长距离电网设备通信系统，为了解决现有技术中在对电网设备数据进行长距离通信的过程中，用以进行加密的密钥由远端控制中心进行动态更新并传输到变电站中，这样的方式，密钥在进行传输的过程中存在泄露被窃取的风险，并且使用密钥加密的长距离传输的电网设备数据，在显示形式上较为常见，如果被第三方窃取，将很容易被第三方判定出加密的方式是什么，进而针对加密的方式对窃取的数据进行破解，导致长距离电网设备通信不再安全的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种长距离电网设备通信系统，包括：

4、电网设备数据采集模块，对区域内所有授权信任数据源中电网设备的通信数据进行采集生成区域通信数据，所述电网设备的通信数据包括所有电网设备的设备状态和运行数据、告警和故障信息；

5、安全加密模块，用于对长距离传输的区域通信数据进行安全加密，所述安全加密模块构建用以加密的对象，构建过程中将每个对象与数字0或者1对应，所述对象包括字典和列表，列表在字典中以键值对的形式存在；

6、将从4位二进制0000转换为4位二进制1111中存在的16个4位二进制数填充入对象中，填充完成后，以字符长度4为截取长度从接收到的进行二进制转换后的区域通信数据中截取出若干组替换字符串，依据替换字符串中的每个字符依次选定与其一致的数字对应的字典、列表并最终确定所选列表中的元素，将其作为对应组替换字符串的加密元素，拼接得到最终的安全加密数据。

7、进一步的，所述安全加密模块，构建用以加密的对象，并将16个4位二进制数填充入对象中的具体步骤如下：

8、步骤一：将从4位二进制0000转换为4位二进制1111中存在的16个4位二进制数，按照其对应的十进制数的大小，从小到大依次将这16个4位二进制数标记为p0、p1、...、p15，所述在这16个4位二进制数的标记中，标号即为其转换为十进制后的数字；

9、步骤二：创建空的第一前置字典a0和第一后置字典a1，将第一前置字典和第一后置字典与数字0映射，创建空的第二前置字典d0和第二后置字典d1，将第二前置字典、第二后置字典与数字1映射；

10、创建空的第一前中列表b0和第一中前列表b1，将第一前中列表与数字0映射，第一中前列表与数字1映射，创建空的第一后中列表c0和第一中后列表c1，将第一后中列表与数字0映射，第一中后列表与数字1映射；

11、步骤三：按照p0、p1、...、p15的顺序，依次将4位二进制数p0、p1添加入第一前中列表b0中，添加结束后将p0、p1分别与数字0、1映射；

12、将4位二进制数p2、p3添加入第一中前列表b1中，添加结束后，将p2、p3分别与数字0、1映射；

13、步骤四：将添加结束并建立数字映射后的第一前中列表和第一中前列表b0和b1以键值对的形式添加入第一前置字典a0中，第一前中列表b0为键，第一中前列表b1为值，添加完成后，将键值对形式的b0：b1和数字0建立数字映射；

14、步骤五：按照步骤一到四，将4位二进制数p4和p5、p6和p7分别添加入第一后中列表c0和第一中后列表c1中，添加完成后同样将第一后中列表c0和第一中后列表c1以键值对的形式添加入第一后置字典a1中，添加完成后，第一后置字典a1中同样具有数字对应关系；

15、步骤六：创建空的第二前中列表和第二中前列表e0和e1，分别对应和数字0、1映射，创建空的第二后中列表和第二中后列表f1和f2，分别对应和数字0、1映射；

16、按照步骤一到五，向空的第二前置字典d0和第二后置字典d1中对应添加p8、p9、...、p15，添加完成后的第二前置字典、第二后置字典中同样具有数字对应关系。

17、本发明的有益效果：

18、本发明通过设置电网设备数据采集模块对区域内所有授权信任数据源中电网设备的通信数据进行采集生成区域通信数据，安全加密模块，构建用以进行长距离传输的加密对象，并基于16组4位二进制，在加密对象中对应填充4位二进制，并基于不同类型的加密对象，以字典、列表、键值对中的键和值的先后顺序，将加密对象和数字0或1建立映射，将转换为二进制的区域通信数据，每四个字符为一组替换字符串，基于构建的加密对象找到其对应替换元素，得到最终的安全加密数据；通过这种方式，一方面避免出现用以对数据进行加密的规则在网络中传输的情况，排除了因网络传输导致的加密规则泄露情况的发生，另一方面，由于使用的是16组4位二进制，加密后得到的安全加密数据中字符只包含数字0和1，使安全加密数据仍然看起来是未加密的二进制数据，赋予了安全加密数据迷惑的特性，无法基于安全加密数据判定其具体加密方式，保证了进行长距离电网设备通信的安全。

技术特征：

1.一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，所述数据源包括变电站、发电站和配电站。

3.根据权利要求1所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，所述设备状态和运行数据包括电流数据、电压数据、功率数据、温度、湿度和压力数据，所述告警和故障信息包括设备的警报和异常通知和设备的故障通知。

4.根据权利要求1所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，所述安全加密模块，构建用以加密的对象，并将16个4位二进制数填充入对象中的具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，所述安全加密模块得到最终安全加密数据，具体如下：

6.根据权利要求1所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，还包括远端监控中心，所述远端监控中心接收到传输的安全加密数据后以步骤一到步骤六同样的方式，在远端监控中心中再次构建第一前置字典和第一后置字典、第二前置字典和第二后置字典、第一前中列表和第一中前列表、第一后中列表和第一中后列表、第二前中列表和第二中前列表、第二后中列表和第二中后列表，其内包含与之相同的数据，构建完成后，按照从左到右的顺序，基于其对安全加密数据进行还原得到其加密前的区域进制数据，对其进行存储。

7.根据权利要求1所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，所述远端监控中心在进行安全加密数据还原的过程中，是从左到右依次截取出安全加密数据的四个字符，以四个字符为待还原字符串进行还原，针对一组待还原字符串，去从构建出的字典和列表中指出选定其的对象所对应的数据。

8.根据权利要求4所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，16个4位二进制数在创建的第一前置字典和第一后置字典、第二前置字典和第二后置字典、第一前中列表和第一中前列表、第一后中列表和第一中后列表、第二前中列表和第二中前列表、第二后中列表和第二中后列表中存储的位置可以由远端监控中心的管理人员进行设定。

9.根据权利要求1所述的一种长距离电网设备通信系统，其特征在于，所述电网设备的通信数据还包括所有电网设备的设备标识和地址信息、控制命令和操作指令、数据采集间隔和传输时间戳。

技术总结
本发明公开了一种长距离电网设备通信系统，涉及安全通信技术领域，本发明通过设置电网设备数据采集模块采集生成区域通信数据，安全加密模块构建用以进行长距离传输的加密对象，并基于16组4位二进制，在加密对象中对应填充4位二进制并将加密对象和数字0或1建立映射，将转换为二进制的区域通信数据基于构建的加密对象找到其对应替换元素，通过这种方式，一方面避免出现用以对数据进行加密的规则在网络中传输的情况，排除了因网络传输导致的加密规则泄露情况的发生，另一方面，加密后得到的安全加密数据中字符只包含数字0和1，赋予了安全加密数据迷惑的特性，保证了进行长距离数据传输的安全。

技术研发人员：刘骏扬
受保护的技术使用者：安徽南瑞中天电力电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29