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第1章 基于IEC 61850的变电站自动化通信系统1

1.1 IEC 61850标准的结构1

1.2 IEC 61850标准的两个重要概念2

1.3变电站自动化系统体系结构2

1.4变电站设备模型4

1.5设备的功能建模5

1.6通信建模与服务映射6

第2章 网络环境下电力操作防误机理8

2.1网络环境下变电站遥控倒闸操作安全防误分析8

2.2网络通信环境下开关操作的防误机理分析10

2.2.1基于SBO的一般安全型状态机防误机理分析10

2.2.2基于SBO的增强安全型状态机防误机理分析11

2.3应用实例流程分析13

第3章 面向变电站信息模型的访问控制15

3.1信息模型结构与访问控制分析15

3.2访问控制基础16

3.2.1基于角色的访问控制16

3.2.2严格的BLP访问控制模型17

3.3面向变电站信息模型的访问控制18

3.3.1基于变电站信息模型的强制访问控制规则18

3.3.2基于角色访问控制的几个预定义19

3.3.3综合模型的结构19

3.3.4权限分配20

3.3.5用户分配20

3.3.6打开会话21

3.3.7激活角色21

3.4小结21

第4章 基于SIMOAC的变电站访问控制实现模式22

4.1权限分配方法22

4.1.1属性证书23

4.1.2属性证书生成方法24

4.1.3系统权限策略25

4.2认证访问方法26

4.2.1访问安全代理的结构26

4.2.2身份认证协议27

4.2.3安全性分析28

4.2.4访问权限解析算法28

4.3访问控制的嵌入式执行机制28

4.3.1 IED数据安全管理28

4.3.2状态转换控制与内部角色激活29

4.3.3虚拟访问视图的动态生成方法29

4.4应用实例分析30

4.4.1倒闸操作过程的访问控制31

4.5实时性分析32

4.6软件仿真32

4.7小结34

第5章IEC 61850标准中控制对象状态机嵌入式软件设计及应用35

5.1控制对象状态机模型的构建35

5.2状态机的实时多任务内核实现模式35

5.2.1控制对象访问操作的实时多任务需求35

5.2.2状态机的功能实现35

5.2.3系统内核中的任务切换机理37

5.3状态机在μC/OS-Ⅱ内核中的具体实现37

5.3.1 μC/OS-Ⅱ实现状态机的适用性37

5.3.2 μC/OS-Ⅱ实时操作系统内核38

5.3.3 μC/OS-Ⅱ的文件系统功能扩展39

5.3.4任务优先级划分及多任务调度管理40

5.3.5增强安全的SBO控制状态机实现41

5.4小结41

第6章 结合访问控制的电力操作在线闭锁机制43

6.1网络环境下电力操作在线闭锁控制43

6.2在线闭锁的实现方法分析44

6.3结合访问控制的闭锁逻辑配置方法44

6.3.1基于PMI的变电站访问控制44

6.3.2将操作序列导入到属性证书的系统结构44

6.3.3包含操作规则的属性证书生成算法45

6.4闭锁逻辑装置的系统结构与模型构建46

6.4.1闭锁逻辑的动态配置46

6.4.2闭锁逻辑节点的内部构造及功能47

6.4.3闭锁指令的执行49

6.4.4闭锁控制的分布式协作实现过程49

6.5倒闸操作实例分析49

6.6实时性分析51

6.7讨论51

6.8小结52

第7章广域安全防御环境下变电站自动化在线闭锁机制53

7.1广域安全防御环境下电力操作的在线闭锁机制53

7.1.1广域安全防御环境下在线闭锁的操作过程53

7.1.2广域安全防御环境下在线闭锁的多层逻辑互锁机制54

7.2基于PMU的广域保护层在线闭锁机制实现55

7.2.1 PMU装置的应用需求55

7.2.2广域保护层在线安全约束机制55

7.2.3广域保护层在线安全约束机制的具体实现56

第8章 变电站过程层总线通信模型59

8.1 IEC 61850变电站过程层总线通信特点59

8.2采样值传输模型及映射60

8.3通用变电站事件模型及相关问题的研究69

8.3.1抽象模型分析70

8.3.2报文传输的特定通信服务映射分析72

8.3.3 GOOSE报文传输状态机模型75

8.4小结76

第9章基于RTAI的变电站过程总线通信77

9.1 RTAI的实现原理与编程接口77

9.1.1 RTAI内核结构77

9.1.2任务管理79

9.1.3中断机制79

9.1.4任务同步机制80

9.2构建RTAI实时操作系统81

9.3网络适配卡驱动程序编写83

9.3.1 RTAI内核网络设备驱动程序模型83

9.3.2 RTAI网络驱动程序编写85

9.4小结88

第10章 基于RTAI的变电站过程总线通信处理实现技术89

10.1 IEC 61850中网络同期倒闸操作89

10.2扰动/故障记录数据获取操作94

10.3小结95

第11章 变电站IED安全访问控制技术基础96

11.1基于IEC 61850的变电站访问安全96

11.1.1应用关联模型96

11.1.2访问安全控制97

11.2基于IEC 62351的变电站访问安全98

11.3相关的安全技术99

11.3.1加密99

11.3.2数字签名和身份认证100

11.4基于安全散列算法（SHA）的口令认证103

11.5基于安全远程口令（SRP）的认证104

第12章 变电站IED安全访问控制设计108

12.1基于SRP的变电站实时通信安全认证108

12.1.1基于IEC 61850的变电站实时通信映射108

12.1.2基于SRP的变电站实时通信安全认证109

12.1.3仿真演示117

12.2基于SRP TLS的变电站通信安全设计119

12.2.1基于SRP_TLS的变电站自动化通信安全设计119

12.2.2仿真演示123

12.2.3实时性分析126

12.3基于证书认证的变电站IED安全访问控制126

12.3.1证书身份认证协议126

12.3.2证书身份认证流程126

12.3.3权限解析130

12.3.4信息安全处理131

12.3.5访问策略的执行133

12.3.6安全接口单元的设计133

12.3.7仿真演示134

第13章 变电站IED安全访问控制实现与应用137

13.1应用环境137

13.2安全控制器138

13.3安全接口单元（SIU）应用接口139

13.3.1安全接口单元实现139

13.3.2 SIU功能实例141

13.4应用实例分析142

13.5可行性分析144

13.5.1安全性分析144

13.5.2实时性分析145

13.6函数功能演示145

13.7小结146

第14章 变电站信息模型远程安全配置方法147

14.1变电站IED远程配置方法147

14.2 SCL配置文件的安全分析147

14.3 SCL的安全扩展定义148

14.4 SCLSEC系统的设计与实现150

14.4.1系统设计150

14.4.2实现机制150

14.4.3仿真演示151

14.5应用实例分析153

14.6小结155