智能变电站继电保护GOOSE回路安全措施研究 .pdfVIP

智能变电站继电保护GOOSE回路安全措

施研究

摘要：

随着电力系统的快速发展和信息化程度的提高，智能变电站的应用越来越广

泛。GOOSE(GenericObjectOrientedSubstationEvent)是智能变电站中常用

的一种通讯方式，它可以实现对继电保护的快速通讯和控制。然而，GOOSE回路

本身具有漏洞，存在着安全隐患，容易被攻击者利用。因此，研究智能变电站继

电保护GOOSE回路的安全措施，对于保护电力系统的稳定运行具有重要意义。

本文首先介绍了智能变电站和GOOSE通讯方式的基本概念和原理，然后分析

了GOOSE回路存在的安全漏洞和攻击方式。接着，针对这些漏洞和攻击方式，提

出了一系列改进措施，包括：加强密码学安全、加强权限管理、加强访问控制、

加强网络层安全等。最后，通过实验和模拟验证了这些安全措施的有效性和可行

性，证明了它们可以有效地提高GOOSE回路的安全性和可靠性。

关键词：智能变电站；GOOSE通讯；继电保护；安全漏洞；安全措施

引言

随着电力系统的快速发展和信息化程度的提高，智能变电站的应用越来越广

泛。智能变电站是一种利用先进的电力自动化技术和信息技术集成、优化设计的

新型变电站，具有能耗低、效率高、可靠性强等优点。在智能变电站中，继电保

护是保障电力系统稳定运行的关键设备之一。为了实现继电保护的快速通讯和控

制，智能变电站中常用的一种通讯方式是GOOSE(GenericObjectOriented

SubstationEvent)。

GOOSE是IEC61850标准中定义的一种基于报文通讯机制的数据传输方式，

具有快速、可靠、实时等特点。在智能变电站中，GOOSE回路主要用于继电保护

之间的通讯和控制，可以实现快速地传输保护信息和控制指令，以保证电力系统

的稳定性和可靠性。然而，由于GOOSE回路本身具有漏洞，存在着安全隐患，容

易被攻击者利用。例如，攻击者可以利用ARP欺骗攻击，伪造MAC地址向继电保

护发送虚假信息，导致保护设备判断错误，进而引发电力故障和事故。

因此，研究智能变电站继电保护GOOSE回路的安全措施，对于保护电力系统

的稳定运行具有重要意义。

一、智能变电站和GOOSE通讯方式

1.智能变电站

智能变电站是一种新型的变电站，利用先进的电力自动化技术和信息技术集

成、优化设计而成。智能变电站具有如下优点：

（1）能耗低：采用可编程控制器(PLC)和智能设备，实现对设备的精细控制

和节能管理；

（2）效率高：采用集中控制和远程监测模式，实现对全局的实时监控和精

细调度；

（3）可靠性强：采用多重冗余设计，保证设备的高可靠性和稳定性。

智能变电站中的关键设备包括继电保护、自动化设备、调度控制等。

2.GOOSE通讯方式

GOOSE是IEC61850标准中定义的一种基于报文通讯机制的数据传输方式。

GOOSE通讯方式具有如下特点：

（1）快速：通讯速度快，能够在毫秒级别内完成信息交互；

（2）可靠：采用多重冗余设计，保证信息的可靠传输和处理；

（3）实时：能够及时响应保护设备的操作和控制指令，以保证电力系统的

安全性和稳定性。

在智能变电站中，GOOSE回路主要用于继电保护之间的通讯和控制，可以实

现快速地传输保护信息和控制指令，以保证电力系统的稳定性和可靠性。

二、GOOSE回路安全漏洞分析

GOOSE回路本身具有漏洞，存在着安全隐患，容易被攻击者利用，具体存在

以下几点问题：

1．ARP欺骗攻击

ARP(AddressResolutionProtocol)欺骗攻击是指攻击者通过发送虚假的

ARP应答包，篡改网络中的MAC地址映射表，使通信的两端将数据发送至攻击者

的计算机，从而实现对网络数据包的窃听、篡改和重定向操作。

在GOOSE回路中，攻击者可以利用ARP欺骗攻击，伪造MAC地址向继电保护

发送虚假信息，导致保护设备判断错误，进而引发电力故障和事故。

2.DoS攻击

DoS(DenialofService)攻击是指攻击者通过向目标计算机或网络发送大量

无效数据包或请求，导致系统资源的耗尽或服务质量的降低，使系统无法正常工