用于智能電子設(shè)備的無線通信系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本文描述的實施例提供一種包含智能電子設(shè)備（IED）的系統(tǒng)，智能電子設(shè)備（IED）包括第一處理器，其配置成將控制命令傳送到電力裝置，從所述電力裝置接收測量，使用安全無線系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到接入點，其中，所述數(shù)據(jù)包含測量，并使用所述安全系統(tǒng)通過接入點與管理設(shè)備通信，以接收配置信息、命令信息、或者其任何組合。
【專利說明】用于智能電子設(shè)備的無線通信系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題涉及保護(hù)和控制系統(tǒng)，并且更具體而言，涉及保護(hù)和控制系統(tǒng)內(nèi)的通信。

【背景技術(shù)】
[0002]諸如保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、或者配電系統(tǒng)的一些系統(tǒng)可以包含智能電子設(shè)備(IED)。IED可以配置成在系統(tǒng)內(nèi)提供計量、保護(hù)、和/或控制功能。例如，IED可以從諸如變壓器的電力裝置接收數(shù)據(jù)測量，并基于接收的測量將狀態(tài)傳輸?shù)焦芾碓O(shè)備。從而，IED可以接收配置信號來配置IED，接收控制信號來控制IED，并發(fā)送數(shù)據(jù)信號來將數(shù)據(jù)傳送到管理設(shè)備。因為保護(hù)和控制系統(tǒng)可能包含高電壓裝置，所以可能有利的是能使操作員以安全的方式在一定距離與IED通信。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]與原始請求保護(hù)的發(fā)明相當(dāng)?shù)哪承嵤├攀鋈缦?。這些實施例不意在限制請求保護(hù)的發(fā)明的范圍，而相反這些實施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡要概要。確實，本發(fā)明可以包括可能類似于或者不同于下文記載的實施例的各種形式。
[0004]第一實施例提供了一種包含智能電子設(shè)備(IED)的系統(tǒng)，所述智能電子設(shè)備(IED)包括:第一處理器，其配置成將控制命令傳送到電力裝置，從所述電力裝置接收測量，并使用安全系統(tǒng)來通過接入點與管理設(shè)備通信，接收配置信息、命令信息、或者其任何組合，并發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量。
[0005]第二實施例提供一種有形、非臨時性的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其存儲能由電子設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令。所述指令配置成將控制命令發(fā)送到電力裝置，并接收對于所述電力裝置的測量，其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合。所述指令進(jìn)一步配置成使用安全系統(tǒng)來通過接入點與管理設(shè)備通信，接收配置信息、命令信息、或者其任何組合，并發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量。
[0006]第三實施例提供一種包含智能電子設(shè)備(IED)的系統(tǒng)，其配置成直接耦合至計算設(shè)備，其中，所述IED包括第一處理器，其配置成將控制命令傳送到電力裝置，從所述電力裝置接收測量，將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到所述計算設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量，并直接從所述計算設(shè)備接收配置信息、命令信息、或者其任何組合。
[0007]提供一種系統(tǒng)，其包括:
智能電子設(shè)備(IED)，包括第一處理器，其配置成:
將控制命令傳送到電力裝置，并從所述電力裝置接收測量；以及使用安全系統(tǒng)通過接入點與管理設(shè)備通信，安全并無線地接收配置信息、命令信息、或者其任何組合，以及安全并無線地發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量。
[0008]優(yōu)選的，第一處理器配置成:
執(zhí)行計量功能，其中，所述計量功能包含: 從所述電力裝置接收所述測量；
基于所述測量創(chuàng)建測量日志；以及
通過使用所述測量來確定狀態(tài)和操作值，其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合；
執(zhí)行控制功能，其中，所述控制功能包含得出命令，并將所述命令傳送到所述電力裝置；以及
執(zhí)行保護(hù)功能，其中，所述保護(hù)功能包含指示所述電力裝置基于所述測量來采取保護(hù)措施。
[0009]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括具有通信地耦合至所述接入點的認(rèn)證服務(wù)器的安全系統(tǒng)，其中，所述安全系統(tǒng)配置成:
使用通信地耦合至所述認(rèn)證服務(wù)器和所述接入點的廣域網(wǎng)(WAN);以及使用通信地耦合至所述IED和所述接入點的局域網(wǎng)，其中，所述認(rèn)證服務(wù)器包括第二處理器，其配置成通過發(fā)送認(rèn)證請求至所述IED并通過所述安全系統(tǒng)從IED接收認(rèn)證響應(yīng)來認(rèn)證所述IED。
[0010]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括通信地耦合至所述IED的所述接入點，其中，所述接入點包括第三處理器，其配置成將數(shù)據(jù)集中，并且所述安全系統(tǒng)配置成無線并安全地將所述IED與所述接入點耦合；
其中，所述數(shù)據(jù)、所述配置信息、所述命令信息、所述認(rèn)證響應(yīng)、所述認(rèn)證請求或者其任何組合在所述IED與所述接入點之間無線并安全地傳輸。
[0011]優(yōu)選的，所述第一處理器配置成將發(fā)送至所述接入點的所述數(shù)據(jù)加密，并且第三處理器配置成將所述配置信息、所述命令信息、或者其任何組合加密。
[0012]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括電網(wǎng)系統(tǒng)、保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、配電系統(tǒng)、或者其任何組合，并且其中，所述電力裝置包含在所述電網(wǎng)系統(tǒng)、保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、配電系統(tǒng)、或者其組合中。
[0013]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括通信地耦合至所述接入點的所述管理設(shè)備，其中，所述管理設(shè)備配置成在中心和/或遠(yuǎn)程控制并監(jiān)測所述系統(tǒng)，其中，所述管理設(shè)備包括第二處理器，其配置成將所述配置信息、所述命令信息、或者其任何組合傳輸?shù)剿鼋尤朦c；
其中，所述命令信息包含從地址、功能代碼、與所述功能代碼關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、循環(huán)冗余校驗、死時間、或者其任何組合，并且所述配置信息包含頭節(jié)點、通信節(jié)點、智能電子設(shè)備節(jié)點、數(shù)據(jù)類型模板節(jié)點、或者其任何組合。
[0014]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括通信地耦合至所述接入點的系統(tǒng)日志服務(wù)器，其中，所述IED配置成基于所述測量得出測量日志，并且所述系統(tǒng)日志服務(wù)器包括第二處理器，其配置成檢索所述測量日志。
[0015]提供一種有形、非臨時性的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其存儲能由電子設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令，所述指令配置成:
將控制命令發(fā)送至電力裝置；
接收對于所述電力裝置的測量，其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合；以及
使用安全系統(tǒng)通過接入點與管理設(shè)備通信，安全并無線地接收配置信息、命令信息、或者其任何組合，以及安全并無線地發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量。
[0016]優(yōu)選的，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)包括指令，其配置成:
執(zhí)行計量功能，其中，所述計量功能包含:
從所述電力裝置接收所述測量；
基于所述測量創(chuàng)建測量日志；以及基于所述測量，確定狀態(tài)和操作值，
其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合；
執(zhí)行控制功能，其中，所述控制功能包含得出命令，并將命令傳送到所述電力裝置；以及
執(zhí)行保護(hù)功能，其中，所述保護(hù)功能包含指示所述電力裝置采取保護(hù)措施。
[0017]優(yōu)選的，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)包括指令，其配置成:
通過所述接入點從認(rèn)證服務(wù)器接收認(rèn)證請求；以及通過所述接入點將認(rèn)證請求發(fā)送至所述認(rèn)證服務(wù)器。
[0018]優(yōu)選的，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)包括指令，其配置成:
將所述數(shù)據(jù)、所述認(rèn)證響應(yīng)、或者其任何組合無線傳輸?shù)浇尤朦c；以及
從所述接入點無線接收所述配置信息、所述命令信息、所述認(rèn)證請求或者其任何組合。
[0019]優(yōu)選的，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)包括指令，其配置成:
加密發(fā)送至所述接入點的所述數(shù)據(jù)；以及
加密所述配置信息、所述命令信息、或者其任何組合。
[0020]優(yōu)選的，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)包括指令，其配置成:
通過使用對稱密鑰算法、每分組密鑰、或者其任何組合，加密發(fā)送至所述接入點的所述數(shù)據(jù)；以及
使用所述對稱密鑰算法、所述每分組密鑰、或者其任何組合，加密所述配置信息、所述命令信息、或者其任何組合。
[0021]提供一種系統(tǒng)，其包括:
智能電子設(shè)備(IED)，其配置成直接耦合至計算設(shè)備，其中，所述IED包括第一處理器，其配置成:
將控制命令傳送到電力裝置，并從所述電力裝置接收測量；以及將數(shù)據(jù)直接發(fā)送至所述計算設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量；以及直接從所述計算設(shè)備接收配置信息、命令信息、或者其任何組合。
[0022]優(yōu)選的，所述第一處理器配置成:
執(zhí)行計量功能，其中，所述計量功能包含:
從所述電力裝置接收所述測量；
基于所接收的數(shù)據(jù)測量來創(chuàng)建測量日志；以及通過使用所述測量，確定狀態(tài)和操作值，
其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合；
執(zhí)行控制功能，其中，所述控制功能包含得出命令，并將所述命令傳送到所述電力裝置；以及
執(zhí)行保護(hù)功能，其中，所述保護(hù)功能包含指示所述電力裝置基于所述測量來采取保護(hù)措施。
[0023]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括計算設(shè)備，其包括第二處理器，所述第二處理器配置成將配置信息、命令信息、或者其任何組合直接傳送到所述IED。
[0024]優(yōu)選的，所述計算設(shè)備包括嵌入的接入點，其中，所述接入點配置成能使所述計算設(shè)備與所述IED無線耦合；
其中，所述數(shù)據(jù)、所述配置信息、所述命令信息、或者其任何組合在所述計算設(shè)備與所述IED之間無線傳輸；
其中，所述命令信息包含從地址、功能代碼、與所述功能代碼關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、循環(huán)冗余校驗、死時間、或者其任何組合，所述配置信息包含頭節(jié)點、通信節(jié)點、智能電子設(shè)備節(jié)點、數(shù)據(jù)類型模板節(jié)點、或者其任何組合。
[0025]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括通信地耦合至所述IED的認(rèn)證服務(wù)器；
其中，所述第二處理器配置成通過直接發(fā)送認(rèn)證請求給所述IED并直接從所述IED接收認(rèn)證響應(yīng)來認(rèn)證所述IED。
[0026]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括電網(wǎng)系統(tǒng)、保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、配電系統(tǒng)、或者其任何組合，并且其中，所述電力裝置包含在所述電網(wǎng)系統(tǒng)、保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、配電系統(tǒng)、或者其組合中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]當(dāng)參考附圖閱讀下面的詳細(xì)描述時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，其中，各圖中類似的標(biāo)記代表類似的部件，其中:
圖1是發(fā)電、傳輸和配電控制系統(tǒng)的實施例的框圖；
圖2是圖1中描繪的保護(hù)和控制系統(tǒng)的實施例的框圖，所述保護(hù)和控制系統(tǒng)具有管理中心和多個變電站，每個變電站包含多個智能電子設(shè)備；
圖3是圖2中描繪的保護(hù)和控制系統(tǒng)的實施例的框圖，所述保護(hù)和控制系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)；
圖4是描繪用于認(rèn)證圖3中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備的過程的實施例的流程圖；
圖5是描繪用于配置圖3中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備的過程的實施例的流程圖；
圖6是描繪用于發(fā)送來自圖3中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備的數(shù)據(jù)的過程的實施例的流程圖；
圖7是描繪用于從圖3中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備檢索測量日志的過程的實施例的流程圖；
圖8是描繪用于在圖3中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備上執(zhí)行控制命令的過程的實施例的流程圖；
圖9是圖2中描繪的保護(hù)和控制系統(tǒng)的實施例的框圖，其具有遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器和計算設(shè)備；
圖10是描繪用于配置圖9中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備的過程的實施例的流程圖； 圖11是描繪用于在圖9中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備上執(zhí)行控制命令的過程的實施例的流程圖；
圖12是描繪用于將數(shù)據(jù)從圖9中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備傳輸?shù)接嬎阍O(shè)備的過程的實施例的流程圖；
圖13是本地拓?fù)渲械膱D2描繪的保護(hù)和控制系統(tǒng)的實施例的框圖；
圖14是描繪用于將圖13中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備與計算設(shè)備耦合的過程的流程圖；以及
圖15是描繪用于認(rèn)證圖13中描繪的實施例中的智能電子設(shè)備的過程的實施例的流程圖。

【具體實施方式】
[0028]下面將描述本發(fā)明的一個或多個特定實施例。為了努力提供這些實施例的簡潔描述，可能在說明書中沒有描述實際實現(xiàn)的所有特征。應(yīng)該理解的是，在開發(fā)任何這樣實際實現(xiàn)中，如在任何工程或者設(shè)計項目中，必須做出大量實現(xiàn)特定的決定來達(dá)到開發(fā)者的特定目標(biāo)，諸如符合系統(tǒng)有關(guān)和商業(yè)有關(guān)的約束，其可能從一個實現(xiàn)到另一個而變化。此外，應(yīng)該理解的是這樣的開發(fā)努力可能是復(fù)雜且耗時的，但這對于具有本公開的益處的普通技術(shù)人員是設(shè)計、制作和制造的例行工作。
[0029]當(dāng)引入本發(fā)明的各種實施例的要素時，冠詞“一(a)”、“一(an)”、“該”和“所述”意圖指有一個或多個要素。術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”意圖是包括性的并且指除了列出的要素外，可以有附加的要素。
[0030]本公開一般針對改善與設(shè)置在系統(tǒng)(諸如保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、電力變電站、或者配電系統(tǒng))中的智能電子設(shè)備(IED)的通信。在系統(tǒng)內(nèi)，IED可以提供諸如計量、保護(hù)和/或控制功能的功能。例如，IED可以耦合至電力裝置，諸如斷路器、變壓器、開關(guān)、馬達(dá)或者發(fā)電機(jī)，并配置成從電力裝置接收測量。此外，IED可以配置成發(fā)送控制命令給電力裝置，以控制電力裝置的功能。此外，基于接收的測量，控制命令可以是到電力裝置的保護(hù)控制命令，諸如以使斷路器跳閘。從而，控制系統(tǒng)可以配置成使操作員能發(fā)送配置信息和/或命令信息給IED，并從IED接收數(shù)據(jù)。因為控制系統(tǒng)可能包含高電壓裝置，所以可能有利的是使操作員能以安全的方式并在一定距離向IED發(fā)送信息以及從IED接收信息。
[0031]從而，本公開的一個實施例提供一種包含智能電子設(shè)備(IED)的系統(tǒng)，所述智能電子設(shè)備(IED)包括第一處理器，其配置成將控制命令傳送到電力裝置，從所述電力裝置接收測量，并使用安全系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到接入點，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量，并使用所述安全系統(tǒng)通過所述接入點與管理設(shè)備通信，接收配置信息、命令信息、或者其任何組合。換言之，IED可以配置成例如經(jīng)由安全系統(tǒng)，與在管理設(shè)備處的操作員安全通信。在一個示例中，安全系統(tǒng)可以包含使用電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE) 802.1ln標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)(WLAN)，其使操作員能以對于通信期望的計算機(jī)安全保護(hù)在各種地理距離與IED通信。此外，通過在任何數(shù)量的地理位置使用安全通信，本文描述的技術(shù)可以減小操作員與IED建立通信所需要的時間，并可以減小由過多的布線導(dǎo)致的復(fù)雜性。
[0032]考慮到上述內(nèi)容，描述諸如圖1中所示的包含配電系統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)10的系統(tǒng)的實施例,這可能是有用的。如描繪的，電網(wǎng)系統(tǒng)10可以包含一個或多個公共事業(yè)12。公共事業(yè)12可以提供電網(wǎng)系統(tǒng)10的監(jiān)管操作。例如,管理設(shè)備(例如，公共事業(yè)控制中心14)可以監(jiān)測并引導(dǎo)由一個或多個發(fā)電站16和備選發(fā)電站18產(chǎn)生的電力。發(fā)電站16可以包含常規(guī)發(fā)電站，諸如使用天然氣、煤炭、生物質(zhì)、和其他含碳產(chǎn)品用作燃料的發(fā)電站。備選發(fā)電站18可以包含使用太陽能、風(fēng)力、水電力、地?zé)崮?、和用于產(chǎn)生電力的能的其他備選源(例如，可再生能量)的發(fā)電站。其他基礎(chǔ)設(shè)施組件可以包含水力產(chǎn)生廠20和地?zé)崮墚a(chǎn)生廠22。例如，水力產(chǎn)生廠20可以提供水電力發(fā)電，并且地?zé)崮墚a(chǎn)生廠22可以提供地?zé)崮馨l(fā)電。
[0033]由發(fā)電站16、18、20和22產(chǎn)生的電力可以經(jīng)由輸電網(wǎng)24傳輸。輸電網(wǎng)24可以覆蓋一個或多個廣的地理區(qū)域，諸如一個或多個市、州、或者國家。輸電網(wǎng)24還可以是單相交流(AC)系統(tǒng)，但是最通常的可以是三相AC電流系統(tǒng)。如描繪的，輸電網(wǎng)24可以包含一系列塔來支持采用各種配置的一系列架空電導(dǎo)體。例如，極高壓(EHV)導(dǎo)體可以布置在三導(dǎo)體束中，其對于三相的每個都具有導(dǎo)體。輸電網(wǎng)24可以支持110千伏(kV)至765千伏(kV)范圍中的標(biāo)稱系統(tǒng)電壓。在描繪的實施例中，輸電網(wǎng)24可以電耦合至配電系統(tǒng)(例如配電變電站26)。配電變電站26可以包含變壓器,將傳入電力的電壓從傳輸電壓(例如765kV、500kV、345kV、或者138kV)變換為主配電電壓(例如13.8kV或者4160V)和二次配電電壓(例如480V、230V、或者120V)。例如，工業(yè)電力消費者30 (例如生產(chǎn)廠)可以使用13.8kV的主配電電壓，而發(fā)送至商業(yè)消費者32和住宅消費者34的電力可以是在120V至480V范圍中的二次配電電壓。
[0034]如上描述的，配電變電站26可以是電網(wǎng)系統(tǒng)10的部分。從而，輸電網(wǎng)24和配電變電站26可以包含諸如智能電子設(shè)備(IED)的各種數(shù)字和自動化技術(shù)，來與諸如變壓器、馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、開關(guān)、斷路器、重接繼電器的電力裝置、或者系統(tǒng)10的任何組件通信(即、發(fā)送控制命令并接收測量)。從而，圖2描繪保護(hù)和控制系統(tǒng)36的一般配置，其可以包含在諸如電網(wǎng)系統(tǒng)10、工業(yè)設(shè)備、或者配電系統(tǒng)(即配電變電站26)的系統(tǒng)中。系統(tǒng)36被示出為包含:管理設(shè)備38 ;包含接入點40和IED42的各種變電站26 ;以及各種電力裝置44。如描繪的，管理設(shè)備38通信地耦合至多個配電變電站26。如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，管理設(shè)備38可以以各種方式通信地耦合至變電站26。例如，管理設(shè)備38可以通過廣域網(wǎng)(WAN)、局域網(wǎng)(LAN)、個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)、無線網(wǎng)絡(luò)、安全網(wǎng)絡(luò)等與變電站26通信。
[0035]如描繪的，接入點40通信地耦合至多個IED42，這利于接入點40與IED42之間的通信。例如，接入點40可以配置成將配置信息和/或命令信息從管理設(shè)備38中繼到IED42。在一些實施例中，命令信息可以指示IED42讀取實際值或設(shè)置。在一些實施例中，命令信息可以包含從地址、功能代碼、與功能代碼關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、循環(huán)冗余校驗、死時間、或者其任何組合。配置信息可以設(shè)置IED42的某些參數(shù)，其與產(chǎn)品設(shè)置、遠(yuǎn)程資源、分組要素、控制要素、輸入/輸出、換能器輸入/輸出、測試等有關(guān)。在一些實施例中，配置信息包含頭節(jié)點、通信節(jié)點、智能電子設(shè)備節(jié)點、數(shù)據(jù)類型模板節(jié)點、或者其任何組合。此外，IED42可以配置成將數(shù)據(jù)發(fā)送給接入點40，并且接入點40可以配置成將從IED42接收的數(shù)據(jù)集中。在一些實施例中，數(shù)據(jù)可以包含從電力裝置44接收的測量、諸如傳感器測量(實時、近實時或者延遲)、測量日志、狀態(tài)、警報、警示、由裝置44計算的諸如統(tǒng)計值的值、或者其任何組合。為了利于這些功能和下述功能，接入點40和IED42可以分別包含在執(zhí)行計算機(jī)指令中有用的處理器46和48 ;并且還可以包含在存儲計算機(jī)指令和其他數(shù)據(jù)中有用的存儲器50和52。在某些實施例中，接入點40可以是SCADA網(wǎng)關(guān)通信設(shè)備，諸如D400、D20MX、D20等，可從紐約Schenectady的通用電氣公司得到。具體而言，SCADA網(wǎng)關(guān)通信設(shè)備可以包含接入點40的特征。例如，D400通過輪詢并經(jīng)由諸如LAN的網(wǎng)絡(luò)從連接的IED42接收信息而將從安裝在變電站26中的IED42收集的數(shù)據(jù)集中。此外，D400可以操縱來自設(shè)備的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生附加的本地/偽數(shù)據(jù)點，將收集的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給SCADA系統(tǒng)，對于警報條件監(jiān)測電力裝置44，發(fā)出警報，將數(shù)據(jù)視覺呈現(xiàn)給操作員，并提供對IED42和/或電力裝置44的透明接入。另外，IED42可以是通用中繼，諸如N60、L90、T60、B90、G60等，可從紐約Schenectady的通用電氣公司得到。從而，通用中繼可以包含IED42的特征。例如，L90是多功能的，并提供保護(hù)、控制和計量功能。從而，通用中繼可以顯著減小布線和輔助裝置。此外，通用中繼可以將數(shù)據(jù)傳送至中心控制設(shè)施和/或人機(jī)接口(HMI)。
[0036]如上所述，IED42可以配置成執(zhí)行計量、保護(hù)、和/或控制功能。從而，如描繪的，IED42通信地耦合至電力裝置44，電力裝置44可以包含變壓器、馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、開關(guān)、斷路器和/或重接繼電器。IED42可以通過從電力裝置44接收諸如電流、電壓、和/或頻率的測量，執(zhí)行計量功能。這樣，電力裝置44可以得出測量并將其發(fā)送至IED42。為了利于得出并發(fā)送測量，電力裝置44可以包含在執(zhí)行計算機(jī)指令中有用的處理器54 ;以及在存儲計算機(jī)指令和其他數(shù)據(jù)中有用的存儲器56。此外，基于接收的測量，IED42可以得出測量日志，確定電力裝置44的狀態(tài)和/或確定某些值。例如，IED42可以確定相電流、相電壓、電力、能量、需求(例如電力需求)、頻率等。另外，IED42可以確定接觸輸入、虛擬輸入、遠(yuǎn)程輸入、遠(yuǎn)程雙點狀態(tài)輸入、遠(yuǎn)方保護(hù)輸入、接觸輸出、虛擬輸出、遠(yuǎn)程設(shè)備、數(shù)字計數(shù)器、選擇器開關(guān)、彎曲狀態(tài)、直接輸入、直接設(shè)備、直接整數(shù)輸入、遠(yuǎn)方保護(hù)通道測試、以太網(wǎng)交換機(jī)等的狀態(tài)。
[0037]IED42可以通過發(fā)送控制信息給電力裝置44以指示電力裝置44采取期望的動作來執(zhí)行控制功能。在一些實例中，期望的動作可以包含保護(hù)功能。例如，IED42可以指示諸如斷路器的電力裝置44如果電力裝置44感測到閾值以上的測量和/或測量中的異常則跳閘。這些測量可以包含電流差動、定向相過流、定向中性過流、負(fù)序過流、欠壓、過壓和距離保護(hù)。
[0038]如上所述，系統(tǒng)36可以在各種實施例中實現(xiàn)。在圖3中描繪一個實施例。具體而言，圖3中描繪的實施例利用遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58作為管理設(shè)備38，并通過安全系統(tǒng)60將IED42與接入點40和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58通信地耦合。安全系統(tǒng)60可以包含安全、加密的通信管道(例如有線和無線)、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)設(shè)備、防火墻、生物測定認(rèn)證系統(tǒng)、基于令牌的認(rèn)證系統(tǒng)(例如硬件令牌、軟件令牌)等。應(yīng)該理解的是，盡管在實施例中僅描繪了一個變電站26,但是遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58可以配置成與多個變電站26通信。
[0039]如上描繪的，遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58包含認(rèn)證服務(wù)器62、系統(tǒng)日志服務(wù)器64和監(jiān)督站66。監(jiān)督站66使人操作員能監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)36。這樣,監(jiān)督站66可以包含處理器65和存儲器67，以利于描述的監(jiān)督站66的控制和/或監(jiān)測功能。同樣，服務(wù)器62和64還可以包含處理器和存儲器。監(jiān)督站66的一個實施例可以包含監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)。認(rèn)證服務(wù)器62可以利于控制系統(tǒng)36內(nèi)的安全通信。例如，服務(wù)器62可以提供安全證書、令牌認(rèn)證、生物測定認(rèn)證等，并使用安全、加密的通信管道。在一個實施例中，認(rèn)證服務(wù)器62可以是遠(yuǎn)程認(rèn)證撥入用戶服務(wù)(RADIUS)服務(wù)器。遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58的更多細(xì)節(jié)在下面描述。
[0040]如上所述，對于操作員和控制系統(tǒng)36內(nèi)的通信期望安全。應(yīng)該理解的是對于操作員期望的安全可以由遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58提供，因為遠(yuǎn)程管理設(shè)備58可以位于離控制系統(tǒng)36的其余部分的一定距離處，并可以使用安全通信。從而，如描繪的，遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58與變電站26經(jīng)由諸如因特網(wǎng)的廣域網(wǎng)(WAN) 68通信地耦合，并且IED42與接入點40經(jīng)由局域網(wǎng)(LAN)70通信地耦合。在一些實施例中，LAN70可以是運行諸如IEEE802.1ln的任何電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE) 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)(WLAN)網(wǎng)絡(luò)。從而，IED42和接入點40可以包含無線適配器72和74。應(yīng)該理解的是在一些實施例中，可以在設(shè)備(即42或者44)上增加無線適配器(即72和74)，以提供無線功能性。例如，可以向D400 SCADA網(wǎng)關(guān)或者向N60通用中繼增加無線適配器(即72和74)。利用以下將進(jìn)一步詳細(xì)描述的技術(shù)，安全系統(tǒng)60可以配置成利于IED42、接入點40和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58之間的安全通信。具體而言，這可以包含加密、認(rèn)證(例如單方認(rèn)證、多方認(rèn)證)、和在實現(xiàn)控制系統(tǒng)36內(nèi)的通信中有用的其他安全技術(shù)。從而，在一些實施例中，安全系統(tǒng)60可以包含安全WAN58、安全LAN70、或者其任何組合。此外，利用安全無線網(wǎng)絡(luò)可以減少操作員與IED42建立通信所需要的時間，并且可以減小由不期望的布線導(dǎo)致的復(fù)雜性。
[0041]給控制系統(tǒng)36提供期望的安全的一個技術(shù)是經(jīng)由認(rèn)證過程76，其減小了不期望的設(shè)備連接至控制系統(tǒng)36的可能性，并使期望的設(shè)備(即IED42)能連接至控制系統(tǒng)36。如圖4中描繪的，過程76可以通過將IED42無線耦合至接入點40 (過程框78)而開始。要注意的是過程76可以通過使用存儲器中存儲的并由本文說明的處理器(例如46、48和65)執(zhí)行的可執(zhí)行計算機(jī)指令或者代碼來實現(xiàn)。在一些實施例中，框78可以包含耦合至接入點無線適配器74的IED無線適配器72。接下來，IED42可以從接入點40無線接收身份請求(過程框80)。在一些實施例中，身份請求可以是可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議(EAP)識別請求。EAP是可以在認(rèn)證過程76期間使用的協(xié)議，并且可以包含EAP-MD5、EAP-PSK, EAP-TLS, EAP-TTLS和/或EAP-1KEv2。在IED42接收請求后，IED42可以將身份響應(yīng)無線發(fā)送到接入點40 (過程框82)。在一些實施例中，這可以是EAP識別響應(yīng)，其包含識別IED42的信息、諸如用戶名或者登入憑證。
[0042]IED42然后可以從接入點40無線接收認(rèn)證方法請求(過程框84)。在一些實施例中，這可以是EAP認(rèn)證方法請求。具體而言，認(rèn)證方法請求可以規(guī)定IED42要執(zhí)行的認(rèn)證。在接收了認(rèn)證方法請求后，IED42可以將認(rèn)證方法響應(yīng)無線發(fā)送給接入點40 (過程框86)。在一些實施例中，這可以是EAP認(rèn)證方法響應(yīng)。在認(rèn)證方法響應(yīng)中，IED42可以同意由接入點40請求的認(rèn)證方法，并開始使用該方法來認(rèn)證其自身。備選地，IED42可以不同意認(rèn)證方法請求，并且IED42和接入點40可以協(xié)商不同的認(rèn)證方法。
[0043]一旦同意了認(rèn)證方法，IED42可以無線接收認(rèn)證請求(過程框88)，并向接入點40無線發(fā)送認(rèn)證請求和無線發(fā)送來自接入點40的認(rèn)證請求(過程框90)，直至IED42接收成功消息(過程框92)。類似于上述步驟，認(rèn)證請求、認(rèn)證響應(yīng)、和成功消息可以是EAP認(rèn)證請求、EAP認(rèn)證響應(yīng)、和EAP成功消息。
[0044]描述的過程76詳述了 IED42與接入點40之間的無線認(rèn)證通信。然而，應(yīng)該理解的是，在一些實施例中，接入點40僅僅向認(rèn)證服務(wù)器62中繼信息和中繼來自認(rèn)證服務(wù)器62的信息。換言之，認(rèn)證過程76可以被備選地看作是認(rèn)證服務(wù)器62與IED42之間的通信。從而，認(rèn)證服務(wù)器62可以實現(xiàn)中心和遠(yuǎn)程認(rèn)證。具體而言，認(rèn)證服務(wù)器62可以在遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58的遠(yuǎn)程位置中認(rèn)證多個IED42，并使操作員能從認(rèn)證服務(wù)器62管理安全系統(tǒng)60。例如，在認(rèn)證服務(wù)器62上，操作員可以修改或者取消IED42連接至控制系統(tǒng)36的能力。
[0045]作為增加的安全層，IED42與接入點40或者認(rèn)證服務(wù)器62之間的通信可以被加密，以減少觀察和/或篡改的機(jī)會。在一些實施例中，這可以包含在每次IED42嘗試連接時，向IED42分配每次使用加密密鑰，諸如一次性密鑰。從而，不需要給出實際的加密密鑰。其他加密方法可以包含對稱密鑰算法、每分組密鑰、或者其任何組合。
[0046]除了實現(xiàn)系統(tǒng)36內(nèi)的安全通信外，在先前的圖中描繪的實施例可以提供額外的好處。例如，通過利于配置IED42。描繪用于配置IED42的過程94的實施例在圖5中描繪。過程94可以通過使用存儲器中存儲的并由本文描述的處理器(例如46、48、65)執(zhí)行的可執(zhí)行計算機(jī)指令或者代碼來實現(xiàn)。類似于認(rèn)證過程76，配置過程94可以通過將IED42與接入點40無線耦合(過程框78)并認(rèn)證IED42 (過程框76)而開始。換言之，前兩個描繪的框可以包含在過程框76中。在IED42被授權(quán)與控制系統(tǒng)36通信后，IED42可以從接入點40無線接收配置信息(過程框96)。如上所述，配置信息可以設(shè)置IED42的參數(shù)，其與產(chǎn)品設(shè)置、遠(yuǎn)程資源、分組要素、控制要素、輸入/輸出、換能器輸入/輸出、測試等有關(guān)。在一些實施例中，配置IED42 (過程框98)可以在遠(yuǎn)程管理中心58中心地并遠(yuǎn)程地進(jìn)行。具體而言，這可以包含操作員在遠(yuǎn)程管理中心58確定配置信息，并經(jīng)由接入點40且無線發(fā)送給IED42。最終，基于配置信息，IED42可以配置其設(shè)置(過程框98 )。
[0047]此外，以上圖3中描繪的系統(tǒng)可以利于之前描述的IED42的計量功能。在圖6中描繪計量過程100的實施例。過程100可以通過使用存儲器中存儲的并由本文描述的處理器(例如46、48、65)執(zhí)行的可執(zhí)行計算機(jī)指令或者代碼來實現(xiàn)。再次，計量過程100可以通過將IED42與接入點40無線耦合(過程框78)并進(jìn)而執(zhí)行剩余框用于認(rèn)證IED42 (過程框76)而開始。接下來，IED42可以通信地耦合至電力裝置44、諸如變壓器或者斷路器(過程框102)。在一些實施例中，這可以包含通過串行電纜將IED42耦合至電力裝置44。應(yīng)該理解的是過程框102可以在過程框78和76之前執(zhí)行。換言之，IED42可以在連接至控制系統(tǒng)36的其余部分之前耦合至電力裝置44。
[0048]如上所述，電力裝置44可以得出某些測量，諸如電流、電壓、和/或頻率。從而，IED42可以從電力裝置44接收測量(過程框104)?；诮邮盏臏y量，IED42然后可以確定狀態(tài)和/或統(tǒng)計(過程框106)。如上陳述，IED42可以確定某些值，諸如相電流、相電壓、電力、能量、需求、頻率等；并且IED42可以確定接觸輸入、虛擬輸入、遠(yuǎn)程輸入、遠(yuǎn)程雙點狀態(tài)輸入、遠(yuǎn)方保護(hù)輸入、接觸輸出、虛擬輸出、遠(yuǎn)程設(shè)備、數(shù)字計數(shù)器、選擇器開關(guān)、彎曲狀態(tài)、以太網(wǎng)有關(guān)的值(例如連接性、速度、丟失的分組)、直接輸入、直接設(shè)備、直接整數(shù)輸入、遠(yuǎn)方保護(hù)通道測試、以太網(wǎng)交換機(jī)等的狀態(tài)。IED42然后可以將從電力裝置44接收的狀態(tài)、統(tǒng)計、和/或測量無線發(fā)送給接入點40 (過程框108)。一旦接入點40從IED42接收信息，接入點40可以執(zhí)行附加的功能，諸如將從各種IED42接收的信息集中、引起警報、或者實現(xiàn)在人機(jī)接口(HMI)或者任何其他圖形用戶界面(⑶I)上觀看。在一些實施例中，接入點40然后可以將該信息發(fā)送給遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58，以實現(xiàn)集中和遠(yuǎn)程的計量功能。
[0049]除了圖6中描繪的計量功能外，在圖7中描繪計量過程的另一個實施例。具體而言，圖7描繪計量過程110。如圖7中描繪的實施例中，計量過程110可以由將IED42與接入點40無線耦合(過程框78);認(rèn)證IED42 (過程框76);并且將IED42通信地耦合至電力裝置44、諸如變壓器或者斷路器(過程框102);以及從電力裝置44接收測量(過程框104)進(jìn)行?；诮邮盏臏y量，IED42然后可以創(chuàng)建日志(過程框112)。在一些實施例中，日志可以包含隨著時間接收的測量。最終，IED42可以將日志無線發(fā)送給系統(tǒng)日志服務(wù)器64 (過程框114)。
[0050]除了計量功能外，圖3中描繪的系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制/保護(hù)功能。在圖8中描繪控制/保護(hù)過程116的一個實施例。過程116可以通過使用存儲器中存儲的并由本文描述的處理器(例如46、48、65)執(zhí)行的可執(zhí)行計算機(jī)指令或者代碼來實現(xiàn)。如在計量過程100和110中，控制/保護(hù)過程可以通過將IED42與接入點40無線耦合(過程框78);認(rèn)證IED42 (過程框76);并將IED42通信地耦合至電力裝置44諸如變壓器或者斷路器(過程框102)而開始。再次，執(zhí)行的順序可以相對于如上所述的計量過程100和110而相反。接下來，IED42可以從接入點40無線接收命令信息(過程框118)。如上所述，命令可以包含電流差動、定向相過流、定向中性過流、負(fù)序過流、欠壓、過壓和距離保護(hù)。最終，IED42可以執(zhí)行包含在命令信息中的指令(過程框120)。在一些實施例中，命令信息可以在遠(yuǎn)程管理中心58例如由操作員確定。命令信息然后可以經(jīng)由接入點40發(fā)送，并無線發(fā)送給IED42，其實現(xiàn)集中和遠(yuǎn)程保護(hù)和/或控制功能。
[0051]在圖9中描繪圖2中描繪的控制系統(tǒng)36的另一個實施例。具體而言，圖9中描繪的實施例包含通信地耦合至變電站26的計算設(shè)備122。計算設(shè)備可以是計算機(jī)、服務(wù)器、膝上型計算機(jī)、平板計算機(jī)、蜂窩電話、移動設(shè)備、或者類似的處理或者計算設(shè)備。從而，為了利于計算設(shè)備122的功能，計算設(shè)備122可以包含在執(zhí)行計算機(jī)指令中有用的處理器124 ；以及在存儲計算機(jī)指令和其他數(shù)據(jù)中有用的存儲器126。
[0052]類似于圖3中描繪的實施例，認(rèn)證服務(wù)器62通過WAN68通信地耦合至接入點40。從而，認(rèn)證62可以如上有關(guān)圖3所述地起作用。具體而言，認(rèn)證服務(wù)器62可以配置成通過安全系統(tǒng)60利于系統(tǒng)36內(nèi)的安全通信(例如通過使用認(rèn)證過程92),安全系統(tǒng)60包含WAN68、LAN70、或者其任何組合。此外，如描繪的，IED42通過LAN70通信地耦合至接入點40。如圖3中，在一些實施例中，LAN70可以是使用一個或多個IEEE80.1IX協(xié)議或者其他無線協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)，其使接入點40和IED42能無線通信。從而，接入點40和IED42可以包含無線接入點72和74。另外類似于圖3中描繪的實施例，IED42通信地耦合至電力裝置44，這使IED42能從電力裝置44接收測量。再次，這些通信可以由IED42和/或接入點40加密，用于增加的安全層。
[0053]不同于圖3中描繪的實施例，圖9中描繪的控制系統(tǒng)36利用計算設(shè)備122作為管理設(shè)備38。從而，計算設(shè)備122可以配置成執(zhí)行遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58的許多功能，并且計算設(shè)備可以包含在諸如存儲器126的機(jī)器可讀介質(zhì)中存儲的可執(zhí)行非臨時性計算機(jī)指令，以實現(xiàn)描述的功能。例如，計算設(shè)備122使操作員能通過計算設(shè)備122監(jiān)測和/或控制變電站
26。此外，如描繪的，計算設(shè)備122通過LAN70通信地耦合至接入點40。類似于IED42，計算設(shè)備122可以利用無線網(wǎng)絡(luò)來連接至接入點40。從而，計算設(shè)備122可以包含無線適配器127。應(yīng)該理解的是，利用無線網(wǎng)絡(luò)將計算設(shè)備122與接入點40通信地耦合，這可以通過使操作員能在期望的距離監(jiān)測/控制變電站26而向操作員提供附加的安全。此外，無線網(wǎng)絡(luò)可以利于對控制系統(tǒng)36內(nèi)的通信實現(xiàn)期望的計算機(jī)安全。此外，這可以減小操作員與IED42建立通信所需要的時間，并可以減小過多的布線。
[0054]如上所述，利用計算設(shè)備122作為管理設(shè)備38可使操作員能遠(yuǎn)程控制變電站26。例如，圖10描繪用于通過計算設(shè)備122配置IED42的過程128。過程128可以通過使用存儲器中存儲的并由本文描述的處理器(例如46、48、65)執(zhí)行的可執(zhí)行計算機(jī)指令或者代碼來實現(xiàn)。類似于圖5中描繪的配置過程94，配置過程128可以由將IED42與接入點40無線耦合(過程框78)并認(rèn)證IED (過程框76)進(jìn)行。接下來，計算設(shè)備122可以無線耦合至接入點40 (過程框130)。這可以包含將接入點無線適配器74與計算設(shè)備無線適配器127耦合。應(yīng)該理解的是過程框130可以在過程框78和76之前執(zhí)行。換言之，計算設(shè)備122可以在IED42耦合至接入點40之前耦合至接入點40。一旦計算設(shè)備122與接入點40無線耦合，計算設(shè)備122將配置信息無線傳輸?shù)浇尤朦c40 (過程框132)。在一些實施例中，這可以包含操作員向計算設(shè)備122輸入配置信息。如圖5中，接入點40然后將配置信息無線傳輸?shù)絀ED42(過程框96)。在從接入點40無線接收配置信息后，IED42使用配置信息來相應(yīng)地設(shè)置IED42的設(shè)置(過程框98)。如上所述，配置信息可以設(shè)置IED42的參數(shù)，其與產(chǎn)品設(shè)置、遠(yuǎn)程資源、分組要素、控制要素、輸入/輸出、換能器輸入/輸出、測試等有關(guān)。從而，這可使操作員能從安全系統(tǒng)60從期望的安全距離配置IED42。
[0055]此外，在圖9中描繪的系統(tǒng)36的實施例可以利于變電站26內(nèi)的控制功能。類似于圖8中描繪的控制過程116，圖11描繪用于控制IED42的過程134。過程134可以通過使用存儲器中存儲的并由本文描述的處理器(例如46、48、65)執(zhí)行的可執(zhí)行計算機(jī)指令或者代碼來實現(xiàn)。再次，控制過程126可以通過將IED42與接入點40無線耦合(過程框78)；認(rèn)證IED42 (過程框76);并將接入點與計算設(shè)備無線耦合(過程框130)而開始。再次，在一些實施例中，過程框的執(zhí)行順序(即130、76和78)可以更改。接下來，計算設(shè)備122將命令信息無線傳輸?shù)浇尤朦c(過程框136)。在一些實施例中，命令信息可以自動發(fā)送給設(shè)備122，或者可以由操作員在計算設(shè)備122上輸入。最終，如圖8中，接入點40將命令信息無線傳輸?shù)絀ED42(過程框118)，并且IED42執(zhí)行在命令信息中接收的命令(過程框120)。如上所述，命令可以包含電流差動、定向相過流、定向中性過流、負(fù)序過流、欠壓、過壓和距離保護(hù)。從而，這使操作員能從期望的安全距離控制IED42。
[0056]除了控制功能外，在圖9中描繪的系統(tǒng)36實施例可以提供計量功能。具體而言，圖12描繪計量過程138。過程138可以通過使用存儲器中存儲的并由本文描述的處理器(例如46、48、65)執(zhí)行的可執(zhí)行計算機(jī)指令或者代碼來實現(xiàn)。再次，計量過程138可以通過將IED42與接入點40無線耦合(過程框78);認(rèn)證IED42 (過程框76);并將接入點與計算設(shè)備無線耦合(過程框130)而開始。再次，在一些實施例中，過程框的執(zhí)行順序(即130、76和78)可以更改。另外，如在圖4和5中的計量過程中，IED42通信地耦合至電力裝置44 (過程框102);IED42從電力裝置44接收測量(過程框104);IED42基于接收的測量確定狀態(tài)或者其他值(過程框106);并且IED42將值、狀態(tài)、測量日志和/或接收的測量無線傳輸?shù)浇尤朦c(過程框108)。如上所述，接入點40可以基于接收的數(shù)據(jù)(例如測量和統(tǒng)計)將來自多個IED42的測量集中和/或確定是否引起警報和/或警示(過程框140)。最終，接入點40可以將集中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)、統(tǒng)計值、測量日志、警報、或者其任何組合無線傳輸?shù)接嬎阍O(shè)備122(過程框142)。從而，這使操作員能通過計算設(shè)備122在期望的安全距離監(jiān)測變電站26。
[0057]在圖13中描繪系統(tǒng)36的另一個實施例。具體而言，在圖13中描繪的實施例可以利用計算設(shè)備122，以代替接入點40和管理設(shè)備38。從而，計算設(shè)備122可以配置成與IED42直接耦合，以實現(xiàn)自組織LAN70。在一些實施例中，計算設(shè)備122可以包含存儲在諸如存儲器126的計算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令，其使計算設(shè)備122處于W1-Fi直接模式(例如自組織模式)。例如，計算設(shè)備122可以包含軟件接入點144。從而，類似于在圖3和圖9中描繪的實施例，在圖13中描繪的系統(tǒng)36可使IED42和計算設(shè)備122能在運行IEEE802.1lX協(xié)議和/或其他無線協(xié)議中的任一個的無線網(wǎng)絡(luò)上無線通信。此外，在一些實施例中，計算設(shè)備122可以包含認(rèn)證服務(wù)器62，以對安全系統(tǒng)60提供期望的安全。備選地，計算設(shè)備無線適配器127可以配置成在諸如蜂窩網(wǎng)絡(luò)的WAN68上與遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器62通信地耦合，這可如上所述實現(xiàn)控制系統(tǒng)36中的集中安全。應(yīng)該理解的是在圖13中描繪的實施例可以適合系統(tǒng)36的更小或者本地實施例。
[0058]具體而言，在圖14中描繪用于將計算設(shè)備122與IED42無線耦合的過程146。耦合過程146可以通過在計算設(shè)備122中嵌入軟件接入點(過程框148)而開始。在一些實施例中，這可以包含安裝計算機(jī)可讀指令(諸如計算機(jī)程序)到計算設(shè)備存儲器126中。軟件接入點可使計算設(shè)備122能與無線設(shè)備無線耦合(例如IED42)。接下來，可以在計算設(shè)備上啟用W1-Fi直接模式(例如自組織模式)(過程框150)。最終，IED42與計算設(shè)備122被無線耦合(過程框152)。在一些實施例中，這可以包含將IED42無線適配器72和計算設(shè)備無線適配器127無線耦合。一旦計算設(shè)備122與IED42被直接耦合，可以使得它們能夠彼此直接通信。
[0059]一旦計算設(shè)備122與IED42被無線耦合，如其他實施例中，IED42可以被認(rèn)證，以保證控制系統(tǒng)36的期望的安全。認(rèn)證過程可以類似于圖4中描述的認(rèn)證過程76。具體而言，IED42可以與嵌入在計算設(shè)備122中的接入點40無線通信。此外，當(dāng)計算設(shè)備122在諸如蜂窩網(wǎng)絡(luò)的WAN68上通信地耦合至認(rèn)證服務(wù)器62時，計算設(shè)備可以僅僅向認(rèn)證服務(wù)器62中繼信息和中繼來自認(rèn)證服務(wù)器62的信息。換言之，認(rèn)證過程可以被看作是認(rèn)證服務(wù)器62與IED42之間的通信。如上述實施例中，使用認(rèn)證服務(wù)器62可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)安全的遠(yuǎn)程和集中控制(即在安全系統(tǒng)60上的通信)。
[0060]備選地，可以利用不那么廣泛的認(rèn)證過程154，以認(rèn)證對于更小的拓?fù)溆杏玫腎ED42。認(rèn)證過程154可以通過在W1-Fi直接模式中將IED42與計算設(shè)備122無線耦合(過程框146)而開始。一旦無線耦合，IED42無線接收加密通行碼請求(過程框156)以及IED42通過將加密通行碼響應(yīng)無線發(fā)送給計算設(shè)備來響應(yīng)(過程框158)。在一些實施例中，加密通行碼可以是對每個IED42共享的ASCII密碼。最終，如果正確的加密通行碼被發(fā)送至計算設(shè)備122，那么IED42無線接收成功消息(過程框160)，這使IED42能與控制系統(tǒng)36的其余部分通信。再次，在該實施例中，IED42與計算設(shè)備122之間的通信可以對于增加的安全層加密。
[0061]公開的實施例的技術(shù)效果包含改善操作員安全和系統(tǒng)36內(nèi)的通信安全。尤其是，管理設(shè)備38 (例如計算設(shè)備122或者遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)58)可以位于遠(yuǎn)離高電壓裝置的期望的距離，以實現(xiàn)集中和遠(yuǎn)程控制和/或監(jiān)測控制系統(tǒng)36。此外，安全系統(tǒng)60可以對控制系統(tǒng)提供期望的計算機(jī)安全。具體而言，認(rèn)證過程(即76和160)可使系統(tǒng)36能減小當(dāng)使期望的設(shè)備(即IED42)能連接時連接的不期望的設(shè)備的數(shù)量。此外，基于描述的實施例，可以減小操作員與IED建立通信所需要的時間和由過多的布線導(dǎo)致的雜亂。
[0062]該書面描述使用示例公開了本發(fā)明，其包含最佳模式，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能實踐本發(fā)明，包含制作并使用任何設(shè)備或系統(tǒng)并執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的可專利的范圍由權(quán)利要求限定，并可以包含本領(lǐng)域的技術(shù)人員能想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有沒有不同于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包含與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這樣的其他示例規(guī)定在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 智能電子設(shè)備(IED)，包括第一處理器，其配置成: 將控制命令傳送到電力裝置，并從所述電力裝置接收測量；以及 使用安全系統(tǒng)通過接入點與管理設(shè)備通信，安全并無線地接收配置信息、命令信息、或者其任何組合，以及安全并無線地發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第一處理器配置成: 執(zhí)行計量功能，其中，所述計量功能包含: 從所述電力裝置接收所述測量； 基于所述測量創(chuàng)建測量日志；以及 通過使用所述測量來確定狀態(tài)和操作值，其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合； 執(zhí)行控制功能，其中，所述控制功能包含得出命令，并將所述命令傳送到所述電力裝置；以及 執(zhí)行保護(hù)功能，其中，所述保護(hù)功能包含指示所述電力裝置基于所述測量來采取保護(hù)措施。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括具有通信地耦合至所述接入點的認(rèn)證服務(wù)器的安全系統(tǒng)，其中，所述安全系統(tǒng)配置成: 使用通信地耦合至所述認(rèn)證服務(wù)器和所述接入點的廣域網(wǎng)(WAN);以及 使用通信地耦合至所述IED和所述接入點的局域網(wǎng)，其中，所述認(rèn)證服務(wù)器包括第二處理器，其配置成通過發(fā)送認(rèn)證請求至所述IED并通過所述安全系統(tǒng)從IED接收認(rèn)證響應(yīng)來認(rèn)證所述IED。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，包括通信地耦合至所述IED的所述接入點，其中，所述接入點包括第三處理器，其配置成將數(shù)據(jù)集中，并且所述安全系統(tǒng)配置成無線并安全地將所述IED與所述接入點耦合； 其中，所述數(shù)據(jù)、所述配置信息、所述命令信息、所述認(rèn)證響應(yīng)、所述認(rèn)證請求或者其任何組合在所述IED與所述接入點之間無線并安全地傳輸。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述第一處理器配置成將發(fā)送至所述接入點的所述數(shù)據(jù)加密，并且第三處理器配置成將所述配置信息、所述命令信息、或者其任何組合加LU O
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括電網(wǎng)系統(tǒng)、保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、配電系統(tǒng)、或者其任何組合，并且其中，所述電力裝置包含在所述電網(wǎng)系統(tǒng)、保護(hù)和控制系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備、配電系統(tǒng)、或者其組合中。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括通信地耦合至所述接入點的所述管理設(shè)備，其中，所述管理設(shè)備配置成在中心和/或遠(yuǎn)程控制并監(jiān)測所述系統(tǒng)，其中，所述管理設(shè)備包括第二處理器，其配置成將所述配置信息、所述命令信息、或者其任何組合傳輸?shù)剿鼋尤朦c； 其中，所述命令信息包含從地址、功能代碼、與所述功能代碼關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、循環(huán)冗余校驗、死時間、或者其任何組合，并且所述配置信息包含頭節(jié)點、通信節(jié)點、智能電子設(shè)備節(jié)點、數(shù)據(jù)類型模板節(jié)點、或者其任何組合。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括通信地耦合至所述接入點的系統(tǒng)日志服務(wù)器，其中，所述IED配置成基于所述測量得出測量日志，并且所述系統(tǒng)日志服務(wù)器包括第二處理器，其配置成檢索所述測量日志。
9.一種有形、非臨時性的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其存儲能由電子設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令，所述指令配置成: 將控制命令發(fā)送至電力裝置； 接收對于所述電力裝置的測量，其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合；以及 使用安全系統(tǒng)通過接入點與管理設(shè)備通信，安全并無線地接收配置信息、命令信息、或者其任何組合，以及安全并無線地發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，所述數(shù)據(jù)包含所述測量。
10.如權(quán)利要求9所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括指令，其配置成: 執(zhí)行計量功能，其中，所述計量功能包含: 從所述電力裝置接收所述測量； 基于所述測量創(chuàng)建測量日志；以及 基于所述測量，確定狀態(tài)和操作值， 其中，所述測量包含電流值、電壓值、頻率值、或者其任何組合； 執(zhí)行控制功能，其中， 所述控制功能包含得出命令，并將命令傳送到所述電力裝置；以及 執(zhí)行保護(hù)功能，其中，所述保護(hù)功能包含指示所述電力裝置采取保護(hù)措施。
【文檔編號】H02J13/00GK104052790SQ201410093584
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】A.L.喬拉卡, D.薩諾斯, E.普羅寧, M.S.皮龍 申請人:通用電氣公司