在信息化的時(shí)代，任何一家公司、一家機(jī)構(gòu)乃至任何一個(gè)人都離不開(kāi)電力，小到生活瑣碎，大到國(guó)家安全，每一個(gè)領(lǐng)域都需要依靠電力能源的支撐，因此，對(duì)于這種國(guó)家層級(jí)的基礎(chǔ)保障項(xiàng)目，長(zhǎng)久以來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院從保障國(guó)家能源安全的高度出發(fā)，大力支持能源裝備自主化發(fā)展。



國(guó)際上近些年對(duì)于能源保障與電力供應(yīng)方面的攻擊也從未停止過(guò)，不斷的有電力企業(yè)受到網(wǎng)絡(luò)攻擊或是設(shè)備內(nèi)部的后門(mén)被入侵，導(dǎo)致電力供應(yīng)癱瘓。

●2014年12月

韓國(guó)核電和水電公司Korea Hydro and Nuclear Power（KHNP）遭到黑客攻擊。黑客竊取并在線發(fā)布了兩個(gè)核反應(yīng)堆的計(jì)劃和手冊(cè)以及10,000名員工的數(shù)據(jù)，韓國(guó)水核電公司的內(nèi)部文件相繼遭泄露。

●2015年12月

黑客進(jìn)入了烏克蘭西部一家電力公司的系統(tǒng)，將電力切斷，導(dǎo)致225,000個(gè)家庭斷電。

●2017年8月

沙特阿美（Saudi Aramco）成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo)，當(dāng)時(shí)黑客將公司的石化廠之一的安全系統(tǒng)作為攻擊目標(biāo)。

●2019年6月

《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道稱，美國(guó)向俄羅斯電網(wǎng)發(fā)起了網(wǎng)絡(luò)攻擊。據(jù)該報(bào)報(bào)道，美國(guó)軍方黑客利用美國(guó)計(jì)算機(jī)代碼將電網(wǎng)作為攻擊目標(biāo)，以回應(yīng)克里姆林宮在2018年中期選舉中的黑客行動(dòng)以及懷疑俄羅斯對(duì)能源部門(mén)的黑客攻擊。

從上述案例來(lái)看，對(duì)于電力安全與能源保障領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，能夠采用自主設(shè)備從最大程度上抑制這些攻擊是必然的道路。

提速“新基建”給予國(guó)產(chǎn)化設(shè)備項(xiàng)目部署新機(jī)遇

隨著2019年年末的政府工作報(bào)告中寫(xiě)入“新基建”的概念，國(guó)內(nèi)的“新基建”開(kāi)始全面提速。“新基建”主要領(lǐng)域?yàn)?G的基站建設(shè)、特高壓、城際高鐵、城市軌道、新能源的充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)七大領(lǐng)域。



在傳統(tǒng)的國(guó)家電力相關(guān)項(xiàng)目逐步減緩的今天，“新基建”的到來(lái)給予了項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化一個(gè)全新的機(jī)遇，電力物聯(lián)網(wǎng)、特高壓、增量配電等各類(lèi)全新項(xiàng)目陸續(xù)進(jìn)場(chǎng)，同時(shí)國(guó)家層面也給到了足夠的政策與資金的支持。

對(duì)這些新項(xiàng)目的部署而言，采用基于國(guó)產(chǎn)自主化設(shè)備將會(huì)是一個(gè)全新的選項(xiàng)，并且對(duì)于設(shè)備提供商而言，這一輪的“新基建”項(xiàng)目對(duì)自主化設(shè)備也是一次全新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，能否憑借著這一輪?wèn)|風(fēng)成為同領(lǐng)域市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，并建立一套屬于中國(guó)自己的標(biāo)準(zhǔn)，就是國(guó)產(chǎn)化電力通訊管理機(jī)的一個(gè)機(jī)遇。

電力通訊管理機(jī)——承上啟下的管理調(diào)度樞紐

在一條完整的電力線路中，包含一次設(shè)備、二次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一次設(shè)備是直接用于電力生產(chǎn)和輸配電能的設(shè)備，包含發(fā)電機(jī)、變壓器、各類(lèi)開(kāi)關(guān)等；二次設(shè)備輔助功能，對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)和操作控制及保護(hù)，包含保護(hù)電器、測(cè)量和檢查設(shè)備等。

通訊管理機(jī)也稱作DPU，其具有多個(gè)下行通訊接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，相當(dāng)于前置機(jī)，即監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用于將一個(gè)變電所內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護(hù)裝置的通訊數(shù)據(jù)整理匯總后，實(shí)時(shí)傳送至上級(jí)主站系統(tǒng)（監(jiān)控中心后臺(tái)機(jī)和DCS），完成遙信、遙測(cè)功能。另一方面接收后臺(tái)機(jī)或DCS下達(dá)的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給變電所內(nèi)的智能系列單元，完成對(duì)廠站內(nèi)各開(kāi)關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)程控制或裝置的參數(shù)整定，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能。同時(shí)還應(yīng)該配備多個(gè)串行接口即便于廠站內(nèi)的其它智能設(shè)備進(jìn)行通訊。

電力通訊管理機(jī)的用處很廣泛，多用于電力變電所、調(diào)度站，但其實(shí)在各種規(guī)模較大、要求較高的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中都可以通過(guò)電力通訊管理機(jī)實(shí)現(xiàn)管理控制。

電力通訊管理機(jī)遷移時(shí)需要考慮的四大因素

就整個(gè)電力行業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)電力通訊管理機(jī)，無(wú)論是硬件還是應(yīng)用軟件，大都采用x86的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。用話在做硬件設(shè)備和軟件應(yīng)用遷移的時(shí)候，除了需要考慮整個(gè)平臺(tái)的性能和穩(wěn)定性之外，還需要考慮四大因素：

1、接口數(shù)量

對(duì)于工業(yè)計(jì)算機(jī)設(shè)備，接口的數(shù)量與可擴(kuò)展性能是衡量產(chǎn)品能否滿足需要的重要標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)方案的需求實(shí)踐都需要由各種不同的設(shè)備來(lái)完成，而連接這些設(shè)備的工作很多時(shí)候就是由工業(yè)計(jì)算機(jī)來(lái)完成，電力通訊管理機(jī)自然就是這樣的產(chǎn)品。I/O接口的數(shù)量是否能夠滿足現(xiàn)有的設(shè)備連接需求；是否有足夠的擴(kuò)展性來(lái)應(yīng)對(duì)日后方案更新的所需，都是必須考慮的重點(diǎn)。

2、應(yīng)用遷移與系統(tǒng)整合的難易度

對(duì)于集成商來(lái)說(shuō)，重新開(kāi)發(fā)一整套新的方案，需要投入大量的人力、金錢(qián)與時(shí)間。除了基本的方案邏輯不同之外，相配套的應(yīng)用與驅(qū)動(dòng)等系統(tǒng)整合適配也是必須解決的問(wèn)題。電力通訊管理機(jī)作為一個(gè)在中間進(jìn)行接受、傳達(dá)工作的設(shè)備，如何做到用最少的成本實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的平滑遷移，是必須考慮的核心要素。

電力通訊管理機(jī)國(guó)產(chǎn)化部署，從核“芯”開(kāi)始

3、通訊規(guī)約的兼容性

因?yàn)殡娏νㄓ嵐芾頇C(jī)需要在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)部署，同時(shí)作為一個(gè)中間設(shè)備，需要與各種自動(dòng)化裝置、智能化儀表、變電站智能輔助設(shè)備等等進(jìn)行連接，并完成上傳下達(dá)的任務(wù)，而各個(gè)設(shè)備之間都有不同的通訊規(guī)約，因此電力通訊管理機(jī)必須能夠滿足這些協(xié)議的需要。

4、性能與預(yù)算的平衡

在任何一個(gè)工程項(xiàng)目中，預(yù)算都是必須考慮的因素，而對(duì)于設(shè)備性能的需求又是需要權(quán)衡的，如何在兩者之間取得一個(gè)平衡通常是用戶在做應(yīng)用遷移時(shí)重點(diǎn)考慮的。作為一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，電力通訊管理機(jī)的性能與價(jià)格的平衡很大程度能夠影響方案整體性能表現(xiàn)的重要因素。

兆芯開(kāi)先®系列通用處理器，兼容x86指令集，支持Windows操作系統(tǒng)和多款主流國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)（如統(tǒng)信操作系統(tǒng)UOS、中標(biāo)麒麟、中科方德等），同時(shí)提供杰出的軟硬件兼容性，性能顯著提升且功耗控制出色?；谡仔就ㄓ锰幚砥鏖_(kāi)發(fā)的電力通訊管理機(jī)，完全能夠滿足這類(lèi)設(shè)備對(duì)于通訊越規(guī)的轉(zhuǎn)換、接口數(shù)量與拓展性能的需求，同時(shí)在性能表現(xiàn)與價(jià)格上也可以取得相對(duì)的平衡，同時(shí)也能夠應(yīng)對(duì)電力行業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)化的迫切需求。

兼容主流生態(tài)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化方案的平滑過(guò)渡

電力通訊管理機(jī)部署在整套方案的網(wǎng)絡(luò)層中，支持多種通訊規(guī)約，用于完成自動(dòng)裝置、測(cè)控儀表等智能電子裝置與主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、云平臺(tái)系統(tǒng)之間的信息交互。因此基于兆芯通用處理器開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，兼容國(guó)際主流生態(tài)，能夠直接將現(xiàn)有已開(kāi)發(fā)的方案平滑地遷移到基于兆芯的平臺(tái)上，無(wú)需二次開(kāi)發(fā)，只要進(jìn)行一些相關(guān)驅(qū)動(dòng)的適配與調(diào)試即可直接部署使用，無(wú)縫將現(xiàn)有的方案進(jìn)行遷移，最大程度上降低設(shè)備調(diào)整對(duì)整體工程的影響。

同時(shí)基于兆芯通用處理器的設(shè)備也能夠兼容各個(gè)國(guó)產(chǎn)化操作系統(tǒng)，如統(tǒng)信操作系統(tǒng)UOS、中標(biāo)麒麟、中科方德、深度等國(guó)產(chǎn)化linux操作系統(tǒng)，在應(yīng)對(duì)國(guó)產(chǎn)化的需求時(shí)能夠循序漸進(jìn)的對(duì)現(xiàn)有方案進(jìn)行推進(jìn)。在完成了軟件與方案的更新后，也能夠直接于基于兆芯的產(chǎn)品上進(jìn)行部署，幫助用戶兼顧到現(xiàn)在與未來(lái)，用一套設(shè)備完成從現(xiàn)有方案到國(guó)產(chǎn)化方案的過(guò)渡。

解決方案：基于兆芯通用處理器的電力通訊管理機(jī)



研祥SPC-8231-ZX數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)機(jī)為一款19”2U標(biāo)準(zhǔn)上架型多網(wǎng)口行業(yè)專(zhuān)用整機(jī)。針對(duì)電力行業(yè)變電站遠(yuǎn)動(dòng)終端管理和智能電網(wǎng)調(diào)度通信管理機(jī)設(shè)備而設(shè)計(jì)，機(jī)箱的前面板和主體部分都采用鈑金結(jié)構(gòu)，整機(jī)采用多網(wǎng)口設(shè)計(jì)方案，并具有優(yōu)良的密封防塵、散熱與良好EMC性能。可以滿足污染大，灰塵多，電磁干擾嚴(yán)重等惡劣環(huán)境的使用。

機(jī)箱前面板采用鈑金面板，主控板采用COM Express核心板架構(gòu)，基于兆芯開(kāi)先®ZX-C C4580處理器與ZX-100S芯片組，配備4GB DDR3L內(nèi)存，在2U標(biāo)準(zhǔn)整機(jī)后端提供16個(gè)網(wǎng)口（其中8個(gè)電口載板，8個(gè)電口模塊）和8個(gè)串口模塊，整機(jī)采用優(yōu)良的機(jī)殼被動(dòng)散熱設(shè)計(jì)，系統(tǒng)支持AC/DC110V/220V冗余雙電源接口。

●EMC性能滿足國(guó)家電力4級(jí)要求

●2U標(biāo)準(zhǔn)上架型多網(wǎng)口行業(yè)專(zhuān)用整機(jī)

●國(guó)產(chǎn)麒麟、Linux、Windows等多種操作系統(tǒng)適配

●4GB DDR3L內(nèi)存，雙存儲(chǔ)、冗余電源，高可靠行業(yè)專(zhuān)用平臺(tái)

●板載8網(wǎng)口，可擴(kuò)展8網(wǎng)口和8串口兩種模塊，并支持兩種模塊任意組合

總結(jié)

在電力與能源行業(yè)中，國(guó)家對(duì)于自主化的需求早已明確，在如今國(guó)家提出加快“新基建”的情況下，更多的相關(guān)項(xiàng)目會(huì)加速進(jìn)行部署，考慮到項(xiàng)目的進(jìn)程與日后升級(jí)國(guó)產(chǎn)化的需求，無(wú)疑選擇基于兆芯通用處理器的產(chǎn)品是現(xiàn)在最能兼顧的各方面的選擇。

選擇基于兆芯通用處理器的方案來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目部署，既能夠滿足現(xiàn)有方案的快速遷移應(yīng)用，同時(shí)也為日后國(guó)產(chǎn)化方案成型后的調(diào)整留下一條可行的方案。