智能变电站是建设智能电网的重要基础和支撑,智能变电站状态监测系统的安全运行,是电网安全稳定运行的防线基础。智能变电站状态监测系统的安全问题,是急需研究的课题。本文以满足智能变电站状态监测系统IED设备安全需求和符合其特点的无线安全方案为目标,重点研究了智能变电站状态监测系统IED设备在无线环境下的安全问题。首先,设计了一种多层大跨度面向大数据的电力设备状态监测与评估方案,将先进的无线传感器网络技术与电力设备状态监测系统有机结合,完成了从一次电力设备终端直到省网总部级的数据传输全数字化,信息一体化,为设备资产的全寿命健康预测与周期管理提供了保障。其次,对智能变电站状态监测系统IED中三种关键报文GOOSE、SV、MMS的特点进行分析,对其存在的安全隐患进行了研究;针对GOOSE、SV、MMS报文对实时性、数据完整性、真实性、机密性等要求,提出了针对状态监测系统IED设备报文的消息认证方案,并给出了方案的实现过程并进行了安全性分析。针对提出的基于无线的智能变电站状态监测系统IED的身份认证提出了一种基于物理不可克隆函数和模糊提取器的安全协议包括密钥协商和身份认证方案,并详细阐述了协议的设计过程,并分析了其安全性和实验对比。最后,本文所提出报文消息认证方案是否能够满足实时性的需求,分析了 IEC61850中对报文实时性的相关规定以及通信时延构成。对某220kV智能变电站的状态监测系统网络模型在OPNET平台进行了仿真模拟,通过模拟观察不同报文在不同环境的传输时延,同时分析了安全方案在ARM和PC平台的处理时间,证明了所提IED报文消息认证方案符合实时性的要求。