变电站宽窄融合终端无线接入技术规范（征求意见稿）

4变电站宽窄融合终端无线接入技术规范本文件规定了变电站宽窄融合无线组网中终端接入的技术要求、试验方法等方面的要求。本文件适用于110kV及以上电压等级的变电站内各类在线监测、远程巡视及运维管理类多业务终端接入宽窄融合无线网络的设计、建设和运行维护，确保终端设备与网络之间的稳定、高效通信，保障变电站的安全、可靠运行。其他电压等级的变电站可参考执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB15629.11-2003信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范GB/T15629-2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分无线局域网媒体访问控制和物理层规范GB/T15629.11-2003/XG1-2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分；无线局域网媒体访问控制和物理层规范:2.4GHz频段较高速物理层扩展规范第1号修改单GB15629.1104—2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范：2.4GHz频段更高数据速率物理层扩展规范YD/T1699-2024宽带无线接入系统空中接口技术规范YD/T3241-20175GHz无线局域网设备技术要求YD/T3168-2016公众无线局域网设备射频指标技术要求和测试方法GB/T20518-2018信息安全技术—公钥基础设施—数字证书格式GB/T32917-2016信息安全技术SM4分组密码算法GB/T32918-2016信息安全技术SM2椭圆曲线公钥密码算法GB/Z15629.1-2000信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第1部分：局域网标准综述DL/T2381-2021智能变电站网络性能测试装置技术规范NB/T11482-2024智能变电站继电保护网络动态性能试验规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1变电站宽窄融合无线组网substationwideandnarrowfusionwirelessnetwork将宽带无线网络和窄带物联网技术相结合，在变电站内构建的一种融合无线网络，以实现各类多业务终端的统一接入和通信，提升变电站的智能化管理水平和运行效率。本文件中所提宽带无线网络主要是指WAPI网络，窄带物联网主要是指国网输变电设备物联网。3.2多业务终端Multi-serviceTerminal用于变电站在线监测、远程巡视及运维管理等功能的设备，如传感器、监测装置、智能巡检机器人、智能仪表等，具备数据采集、传输和控制功能，能够与宽窄融合无线网络进行交互。53.3宽窄融合通信协议wideandnarrowfusioncommunicationprotocol为实现宽带与窄带网络互联互通、多业务终端可靠接入而制定的通信协议，规定了终端与网络之间的通信流程、数据格式和交互方式，确保数据的准确传输和有效交互。3.4标准化接口standardizesinterfaces在宽窄融合无线组网中，规定的统一接口规范，包括物理接口和电气性能标准，确保不同设备和系统之间能够进行有效的数据交换和通信，实现即插即用和互操作性。3.5终端接入安全认证terminalaccesssecurityauthentication通过特定的认证机制，如证书认证、密码认证等，对接入宽窄融合无线网络的多业务终端进行身份验证，确保接入终端的合法性，防止非法终端接入网络，保障网络安全。3.6数据加密dataencryption采用加密算法对终端与网络之间传输的数据进行加密处理，防止数据在传输过程中被窃取、篡改，保护数据的机密性和完整性。3.7射频参数调整RFparameteradjustment采用根据变电站内的实际环境和通信需求，对无线网络设备的射频参数（如发射功率、频率、信道等）进行调整优化，以提高网络覆盖范围、信号质量和抗干扰能力。3.8传感器白名单sensorwhitelist一种安全策略一种安全策略，只允许在白名单中的传感器接入网络，对传感器的接入进行严格控制，防止未经授权的传感器接入网络，保障网络安全和数据准确性。3.9终端漫游terminalroaming当智能传感器当多业务终端在变电站内移动时，能够自动切换到信号最强的网络接入点，保持网络连接的稳定性和连续性，确保终端在不同区域之间的无缝通信。4适用场景变电站内的宽窄带融合无线组网架构可分为三层：终端层：由支持WAPI通信协议的宽带类终端如手持终端、布控球、巡检机器人、无人机、视频摄像头等设备，和支持国网输变电物联协议的窄带类终端如无线温湿度传感器、无线局放传感器、无线数字化表计等组成。接入层：由宽窄带融合汇聚节点和宽窄融合接入节点组成，在变电站内提供无线网络覆盖和接入控制网络层：由交换机、防火墙、路由器和WAPI的鉴权服务器AS组成，提供网络层的通信和设备接入的鉴权认证。WAPI的鉴权服务器AS用于管理宽窄融合汇聚节点下所有接入的宽带终端，对接入宽带终端进行身份认证。宽窄融合接入节点用于管理宽窄融合汇聚节点下所有接入的窄带传感器，管理传感器接入的白名单、窄带无线频点的分配、移动传感器在多汇聚节点下漫游切换等，同时也具有管理宽带融合汇聚节点下所有接入的宽带终端，无线频点的分配、移动终端在多AP下漫游切换等功能。宽窄融合汇聚节点用于接入站内的宽带终端和窄带传感器。图1宽窄融合无线组网示意图65技术要求5.1总则终端接入应满足变电站安全、可靠、高效运行的需求，确保数据传输的准确性、实时性和完整性，同时应具备良好的兼容性和可扩展性，以适应未来技术发展和业务变化。5.2宽带和窄带融合技术5.2.1网络覆盖支持WAPI2.4GHz和WAPI5GHz宽带网络覆盖，以及LoRa2.4GHz和LoRa470MHz窄带网络通信覆盖，确保变电站内不同区域和业务场景下的无线信号稳定可靠，满足各类多业务终端的数据传输需求。在变电站主控室、配电室等关键区域，宽带网络信号强度应不低于-75dBm，窄带网络信号强度应不低于-90dBm，以保证终端设备能够稳定连接网络。网络覆盖范围应覆盖整个变电站区域，包括室内和室外部分，避免出现信号盲区。5.2.2互联互通实现宽带与窄带网络之间的无缝切换和互联互通，多业务终端能够根据业务需求自动选择合适的网络进行数据传输，保证业务连续性，确保数据传输不中断，互联互通宜符合以下要求：a)当终端从宽带网络切换到窄带网络时，数据丢包率应不超过1%，保障数据传输的可靠性；b)不同网络之间应能够共享数据和资源，实现协同工作，提高网络整体性能。5.2.3通信协议与接口制定宽窄融合通信协议，规范终端与网络之间的通信流程和数据格式，协议应具备高效性、可靠性和安全性，确保数据的准确传输和有效交互，通信协议和接口宜符合以下要求：a)提供标准化接口，支持各类多业务终端的快速接入和即插即用，接口应采用通用的物理接口和电气标准，如以太网接口、串口、USB接口等，方便终端设备的连接和使用；7b)通信协议应支持多种数据传输方式，如实时数据传输、批量数据传输等，满足不同业务的需5.3无线网络安全保障5.3.1认证与加密支持WAPI证书鉴别协议，采用椭圆曲线密码算法进行加密，实现终端与网络之间的双向证书认证，确保接入终端的合法性和数据传输的安全性，证书认证成功率应不低于99.9%。认证和加密宜符合以下要求：a)加密算法应具备高强度的加密能力，密钥长度应不低于128位，防止数据被破解；b)对用户数据进行加密存储和传输，加密后的数据应无法被未授权方解密，保护数据安全和隐私。5.3.2安全架构安全性应满足GB/T15629-2006系列国家标准规范的WAPI安全协议，在无线传输、无线调度等系统上符合国家有关密码管理规定，至少支持一种国家商用密码算法。采用三元对等安全架构（终端、设备、鉴权服务器），具备射频参数调整、传感器白名单、终端漫游等功能，有效防范DDoS攻击、网络欺诈、恶意软件、黑客入侵等安全威胁，确保网络安全稳定运行，宜符合以下要求：a)射频参数调整功能应能够根据网络负载和环境变化自动优化射频参数，提高网络抗干扰能力；b)传感器白名单应可灵活配置，支持添加、删除和修改白名单中的传感器信息，严格控制传感器接入；c)终端漫游功能应保证终端在移动过程中网络连接的稳定性，切换成功率应不低于99%。5.3.3数据保护规范数据交换和使用，对用户数据进行加密存储和传输，保护数据安全和隐私，数据存储加密应采用AES等高强度加密算法，确保数据不被非法获取，数据保护宜符合以下要求：a)建立数据备份和恢复机制，定期对数据进行备份，确保数据的完整性和可用性，数据备份频率应不低于每周一次；b)对数据访问进行严格的权限管理，只有授权用户才能访问特定的数据，防止数据泄露。5.4终端设备接入5.4.1连通性变电站内宽窄融合终端接入宜满足站内以下典型业务场景通信性能需求，具体业务通信指标要求见表1：表1典型终端及其通信性能指标要求8无5.4.2通信方式适配同时适配有线（USB、以太网口等）和无线（LoRa-2.4G、LoRa-470M、WAPI-2.4G、WAPI-5G等）通信方式，确保不同类型终端设备能够根据实际情况选择合适的接入方式，适应变电站复杂的通信环境，通信协议适配宜符合以下技术指标：a)有线通信方式支持10kbps-100Mbps及以上的传输速率，保证数据快速传输；b)无线通信方式根据不同频段和技术特点，满足相应的通信距离和传输速率要求，如LoRa通信距离应不低于1000米（空旷环境），WAPI无线传输速率应不低于300Mbps。5.4.3协议兼容性支持输变电物联网、Modbus、IEC61850、DL/T860、DL/T634.5-104、MQTT、WAPI等多种协议，实现终端与变电站内其他设备和系统之间的无缝通信和数据交互，协议转换效率应不低于95%，协议兼容性宜符合以下要求：a)终端设备应能够适配不同协议，确保数据的准确解析和传输；b)支持协议的扩展和升级，以适应未来业务发展和技术更新的需求。5.4.4接口标准化终端设备接口应符合统一的标准规范，便于安装、调试和维护，降低系统集成难度，接口物理尺寸和电气性能应符合相关国家标准和行业标准，接口标准化宜符合以下要求：a)应提供详细的接口文档和技术支持，方便用户进行设备接入和开发。b)定期对接口进行测试和验证，确保接口的稳定性和可靠性。5.5终端设备性能5.5.1数据采集精度各类传感器等终端设备的数据采集精度应满足相应的行业标准和技术要求，如温度传感器精度应达到±0.5℃,压力传感器精度应达到±0.1%FS等，确保采集的数据准确可靠，数据采集精度宜符合以下要求：a)应定期对终端设备的数据采集精度进行校准和检测，保证数据质量；b)应具备数据异常检测和报警功能，及时发现和处理数据采集异常情况。5.5.2响应时间终端设备对控制指令的响应时间应不超过100ms，确保系统能够及时响应操作指令，实现对变电站设备的实时控制和管理，响应时间宜符合以下要求：a)优化终端设备的软件和硬件设计，提高设备处理能力和响应速度；9b)对响应时间进行实时监测和统计分析，及时发现和解决响应延迟问题。5.5.3可靠性终端设备应具备高可靠性，平均无故障时间（MTBF）应不低于50000小时，确保在变电站恶劣环境下长期稳定运行，可靠性宜符合以下要求：a)采用工业级元器件和防护设计，提高设备的抗干扰能力和环境适应能力；b)具备故障自诊断和自动恢复功能，降低设备故障率和维护成本。5.6网络管理与运维5.6.1设备管理对接入宽窄融合无线网络的终端设备进行统一管理，包括设备注册、配置、监控和维护，实现设备的远程管理和操作，提高管理效率，设备管理宜符合以下要求：a)建立设备管理数据库，记录设备的基本信息、运行状态和维护记录等，方便设备管理和查询；b)支持设备的批量管理和升级，降低管理工作量。5.6.2网络监控实时监控网络的运行状态，包括信号强度、网络负载、数据流量、设备连接情况等，及时发现和解决网络故障，确保网络正常运行，网络监控宜符合以下要求：a)提供可视化的网络监控界面，直观展示网络运行状态和性能指标；b)具备网络故障预警和报警功能，及时通知运维人员处理故障。5.6.3故障诊断与处理具备快速准确的故障诊断能力，能够自动定位和分析网络故障和终端设备故障原因，并提供相应的解决方案，缩短故障处理时间，减少对变电站运行的影响，故障诊断及处理宜符合以下要求：a)建立故障诊断知识库，积累故障处理经验和方法，提高故障诊断效率；b)支持远程故障诊断和修复，降低运维成本和风险。5.6.4网络安全接入宽窄融合无线网络的终端设备要进行入网身份认证，通过宽带接入的必须通过WAPI双向证书鉴别认证，支持国密SM2/SM3算法，杜绝非法设备接入。通过窄带接入的要通过入网名单设置才能接入网络，禁止匿名设备接入。宽窄融合无线网络应与公网物理隔离，防止来自公网的非法入侵，网络病毒的侵入。网络中的设备应设置安全级别高的密码口令，数据库软件，SSH软件等应升级到最新版本，确保没有高危漏洞。关闭无需要对外提供服务的网络端口，减少网络攻击。5.7兼容性和可扩展性5.7.1兼容性终端接入系统应与变电站内现有设备和系统兼容，包括通信设备、监控系统、自动化系统等，避免因新系统接入导致现有系统无法正常运行，确保变电站整体系统的稳定性和可靠性。兼容性宜符合以下技术要求：a)进行充分的兼容性测试，包括与不同厂家设备的互联互通测试、与现有系统的集成测试等，确保系统兼容性；5.7.2可扩展性具备良好的可扩展性，能够方便地接入新的多业务终端设备和支持新的业务应用，适应变电站未来发展需求，如支持分布式能源接入、智能电网调度等新业务。可扩展性宜符合以下要求：a)采用模块化设计和开放式架构，便于系统的扩展和升级；b)预留足够的资源和接口，为未来业务发展提供支持。6试验方法6.1总则本试验方法用于验证终端接入宽窄融合无线网络的各项技术性能是否符合本规范要求。试验应在模拟变电站环境或实际变电站现场进行，确保试验条件具有代表性，试验环境应符合变电站的实际运行环境要求，包括电磁干扰、温度、湿度等条件。6.2网络覆盖测试依据DL/T2381-2021智能变电站网络性能测试装置技术规范和NB/T11482-2024智能变电站继电保护网络动态性能试验规范，在变电站内选定测试点（覆盖高压设备区及控制室，密度≥2点/100m²),使用符合YD/T3168-2016公众无线局域网设备射频指标技术要求和测试方法的频谱分析仪要求，在变电站内不同位置布置测试终端，分别测试WAPI2.4GHz、WAPI5GHz宽带网络和LoRa2.4GHz、LoRa470MHz窄带网络的信号强度、信噪比等指标，评估网络覆盖效果是否满足要求，每个测试点应进行多次测试取平均值，确保测试结果的准确性，网络覆盖测试仪符合以下要求：a)使用专业的无线信号测试设备，如频谱分析仪、无线信号测试仪等，进行信号强度和信噪比测试；b)根据变电站的布局和业务需求，确定测试点的位置和数量，确保测试覆盖全面。6.3互联互通测试按照GB/T15629-2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分无线局域网媒体访问控制和物理层规范及DL/T2381-2021智能变电站网络性能测试装置技术规范，搭建包含宽带和窄带网络设备的测试环境，通过模拟终端设备在不同网络间的切换和数据传输，验证网络之间的互联互通性，检查数据是否能够准确无误地传输，记录切换时间和数据丢包率等关键指标，进行多次切换测试取平均值，互联互通测试宜符合以下要求：a)开发专门的测试软件或使用现有的网络测试工具，模拟终端设备的网络切换和数据传输过程；b)测试不同业务场景下的互联互通性能，如实时数据传输、批量数据传输等。6.4通讯协议和接口测试按照GB/T15629-2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分无线局域网媒体访问控制和物理层规范和YD/T1699-2024宽带无线接入系统空中接口技术规范要求，使用专业测试工具对宽窄融合通信协议进行解析和测试，检查协议的规范性和正确性，验证协议的功能是否满足要求，如数据格式、通信流程、错误处理等，宜符合以下要求：a)使用以太网测试仪对标准化接口进行功能性测试，包括连接稳定性、数据传输速率、兼容性等方面，进行多次连接和数据传输测试，统计成功率和传输速率平均值；b)采用不同类型的终端设备进行接口连通测试，确保通信协议的通用性和兼容性。6.5安全性能测试6.5.1认证与加密测试按照GB/T20518-2018信息安全技术—公钥基础设施—数字证书格式、GB/T32918-2016信息安全技术SM2椭圆曲线公钥密码算法、GB/T32905-2016信息安全技术SM3密码杂凑算法及GB/T32917-2016、GB/T32907-2016信息安全技术SM4分组密码算法要求，利用认证测试设备模拟非法终端接入，验证WAPI证书鉴别协议和加密算法的有效性，确保只有合法终端能够接入网络，统计认证成功率和加密强度测试结果，宜符合以下要求：a)进行密码破解测试，评估加密算法的安全性，密码破解时间应远远超过实际应用中的可接受b)检查证书管理和更新机制是否正常工作，确保证书的有效性和安全性。6.5.2安全架构测试对三元对等安全架构中的各项功能进行测试，如射频参数调整、传感器白名单管理、终端漫游功能等，检查其是否能够有效防范各类安全攻击，模拟不同类型的安全攻击场景，验证安全防护措施的有效性，安全测试具体宜符合以下要求：a)按照GB/T15629-2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分无线局域网媒体访问控制和物理层规范要求，测试射频参数调整对网络性能和抗干扰能力的影响，确保参数调整的合理性和有效性；b)按照GB15629.11-2003信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范：无线局域网网络设备标识规范要求，检查传感器白名单的过滤功能是否正常，防止非法传感器接入；c)按照GB/T15629.11-2003/XG1-2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分；无线局域网媒体访问控制和物理层规范:2.4GHz频段较高速物理层扩展规范第1号修改单要求，测试终端漫游过程中的网络连接稳定性和数据传输连续性，记录切换成功率和数据丢包率。6.5.3数据保护测试GB/T15629-2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：鉴别与保密要求，通过数据嗅探工具检测数据传输过程中的加密情况，检查数据存储是否进行了加密处理，确保数据安全保护措施的有效性，数据加密应符合相关标准和规范要求，加密后的数据应无法被破解。数据保护测试宜符合以下要求：a)进行数据备份和恢复测试，验证数据备份的完整性和可用性，数据恢复成功率应达到100%；b)检查数据访问权限管理机制是否严格，防止未经授权的访问。6.6终端设备接入测试6.6.1通信方式适配测试按照GB15629.1104—2006信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范：2.4GHz频段更高数据速率物理层扩展规范、YD/T3241-20175GHz无线局域网设备技术要求、GB/Z15629.1-2000信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第1部分：局域网标准综述要求，分别使用支持不同通信方式的终端设备进行接入测试，验证终端设备能否正确识别和切换通信方式，以及在不同通信方式下的数据传输性能，记录通信方式切换时间和数据传输速率等指标，进行多次测试取平均值，通信方式适配测试宜符合以下要求：a)测试有线通信方式的连接稳定性和传输速率，确保满足业务需求；b)测试无线通信方式在不同距离