新能源并網(wǎng)安全接入研究

李明　方圓　俞駿豪　張亮

摘 要：按照省公司的要求，本著“統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)、統(tǒng)一技術(shù)體制、統(tǒng)一組織實(shí)施”的原則，以及省調(diào)“關(guān)于加快小型新能源數(shù)據(jù)采集工作的意見(jiàn)”我司組織實(shí)施調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全接入建設(shè)工作。通過(guò)在地調(diào)主站端建設(shè)部署調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全接入?yún)^(qū)，并采用無(wú)線終端方式，接收連接的小型新能源站的數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)新能源數(shù)據(jù)安全接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：新能源數(shù)據(jù)；調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)；安全接入

中圖分類(lèi)號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）13-0170-02

1 背景

根據(jù)《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定（國(guó)家發(fā)改委[2014]14號(hào)令）》和《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案等安全防護(hù)方案和評(píng)估規(guī)范（國(guó)能安全[2015]36號(hào)）》要求，對(duì)于不具備電力光纖通信條件的分布式電源，數(shù)據(jù)采集與傳輸采用無(wú)線通信方式。

按照省公司的要求，本著“統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)、統(tǒng)一技術(shù)體制、統(tǒng)一組織實(shí)施”的原則，根據(jù)省調(diào)“關(guān)于加快小型新能源數(shù)據(jù)采集工作的意見(jiàn)”組織實(shí)施調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全接入?yún)^(qū)建設(shè)工作。

通過(guò)在地調(diào)主站端建設(shè)部署調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全接入?yún)^(qū)，安全接入?yún)^(qū)均采用無(wú)線終端方式建設(shè)，接收通過(guò)無(wú)線通信方式連接的小型新能源站的數(shù)據(jù)。安全接入?yún)^(qū)通過(guò)電力專(zhuān)用反向隔離裝置，與主站系統(tǒng)I/II區(qū)連接。

在采用無(wú)線通信方式連接的小型新能源站，配置無(wú)線通信子站端設(shè)備，數(shù)據(jù)采集終端采集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線通信方式發(fā)送到主站端。小型新能源站及其數(shù)據(jù)采集終端，不分I/II區(qū)，均等同置于I區(qū)。

主站、小型新能源站之間的無(wú)線通信通道，采用電信運(yùn)營(yíng)商的3G通道；在主站部署電力專(zhuān)用千兆型縱向加密認(rèn)證裝置，在小型新能源站部署十兆型縱向加密認(rèn)證裝置（或配網(wǎng)專(zhuān)用縱向加密裝置），實(shí)現(xiàn)主站與小型新能源站數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿芡ê蜕矸菡J(rèn)證功能。

2 安全接入方案

2.1 新能源并網(wǎng)數(shù)據(jù)安全接入?yún)^(qū)拓?fù)?/p>

安全接入?yún)^(qū)拓?fù)鋱D如圖1所示。

設(shè)置安全接入?yún)^(qū)，添置安全接入交換機(jī)，使用私網(wǎng)地址作為安全接入?yún)^(qū)網(wǎng)絡(luò)地址，區(qū)域內(nèi)使用廣播通信。分別設(shè)置兩臺(tái)反向隔離裝置到安全I(xiàn)區(qū)和安全I(xiàn)I區(qū)。同時(shí)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接入路由器，方便新能源站以有線網(wǎng)絡(luò)或者專(zhuān)線網(wǎng)絡(luò)方式接入安全區(qū)。

縱向加密機(jī)對(duì)ICMP設(shè)置明通，對(duì)到前置通信服務(wù)器TCP協(xié)議IEC104協(xié)議端口和電能量協(xié)議采集端口設(shè)置密通。

2.2 數(shù)據(jù)采集處理流程

小型新能源站數(shù)據(jù)采集終端采集涉網(wǎng)數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，按104規(guī)約經(jīng)站內(nèi)縱向加密認(rèn)證裝置處理后，以3G無(wú)線通信方式發(fā)送上傳到主站。

數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線公網(wǎng)通道接入調(diào)度端主站安全接入?yún)^(qū)，經(jīng)主站縱向加密認(rèn)證裝置進(jìn)行身份鑒別解密后，進(jìn)入安全接入?yún)^(qū)的兩臺(tái)前置通信服務(wù)器；前置通信服務(wù)器對(duì)接入的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，分別形成EMS系統(tǒng)、電能量系統(tǒng)所需要的E文件格式數(shù)據(jù)文件，再通過(guò)反向隔離裝置分別發(fā)送到主站系統(tǒng)的Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，由I區(qū)EMS系統(tǒng)和II區(qū)電能量系統(tǒng)分別讀取E文件格式數(shù)據(jù)并處理，完成數(shù)據(jù)交互。

2.3 并網(wǎng)數(shù)據(jù)類(lèi)型

采集EMS數(shù)據(jù)，包括：新能源電源并網(wǎng)點(diǎn)的三相電壓（相電壓或線電壓）、三相電流（相電流或線電流）、有功功率（單相值或三相值）、無(wú)功功率（單相值或三相值）、功率因數(shù)及并網(wǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

采集電能量數(shù)據(jù)，包括：新能源電源關(guān)口的正向有功、反向有功、正向無(wú)功、反向無(wú)功4項(xiàng)總表碼電量。并支持正向有功費(fèi)率1/2/3/4總表碼、反向有功費(fèi)率1/2/3/4總表碼。

支持接收并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括諧波、電壓不平衡度、直流分量、電壓波動(dòng)和閃變以及功率因數(shù)。

2.4 無(wú)線組網(wǎng)方案

運(yùn)用運(yùn)營(yíng)商VPDN技術(shù)完成新能源安全接入?yún)^(qū)組網(wǎng)，組網(wǎng)方案如下：

（1）采取VPDN無(wú)線組網(wǎng)方案，使用運(yùn)營(yíng)商AAA服務(wù)器完成認(rèn)證。（2）新能源站內(nèi)無(wú)線數(shù)據(jù)采集設(shè)備采用IPv4接入方式，IP地址為運(yùn)營(yíng)商分配私網(wǎng)地址，GGSN作為L(zhǎng)AC建立和LNS之間的L2TP連接，使用無(wú)線路由器撥號(hào)到運(yùn)營(yíng)商GGSN，無(wú)線路由器由運(yùn)營(yíng)商分配固定的IP地址，并完成到主站的橋接轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)基于L2TP隧道方式的系統(tǒng)接入方案。（3）建立專(zhuān)屬3G無(wú)線組網(wǎng)群組，利用3GSIM卡的唯一性，將每個(gè)小型新能源站劃定在指定地調(diào)3G無(wú)線群組中，確定小型新能源站數(shù)據(jù)的歸屬性，不在群組中的SIM卡無(wú)法接入，有效避免非法入侵。（4）每個(gè)小型新能源站的無(wú)線終端，均需由無(wú)線移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商分配固定的用戶(hù)ID和固定IP地址，其他沒(méi)有分配用戶(hù)ID和IP的無(wú)線移動(dòng)終端將無(wú)法進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。（5）VPDN專(zhuān)網(wǎng)手機(jī)SIM卡對(duì)業(yè)務(wù)也進(jìn)行嚴(yán)格的鑒權(quán)，可以關(guān)閉語(yǔ)音、短信等無(wú)關(guān)業(yè)務(wù)，得到業(yè)務(wù)唯一性的安全保證。

2.5 站內(nèi)數(shù)據(jù)采集方案

對(duì)于新能源站內(nèi)數(shù)據(jù)采集，首先新能源并網(wǎng)點(diǎn)的保護(hù)測(cè)控裝置（如RTU）與關(guān)口電表都應(yīng)至少具備兩路通信接口，其中一路通信接口用于調(diào)度數(shù)據(jù)通信采集專(zhuān)用。具體來(lái)說(shuō)，站內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置通過(guò)通信方式從保護(hù)測(cè)控裝置（或RTU）中采集并網(wǎng)點(diǎn)的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因素及并網(wǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)；從電能量終端或電表中采集正向有功總電量、反向有功總電量、正向無(wú)功總電量、反向無(wú)功總電量等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集終端轉(zhuǎn)換成104規(guī)約數(shù)據(jù)形式，通過(guò)無(wú)線方式上送到主站新能源并網(wǎng)數(shù)據(jù)安全接入?yún)^(qū)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)在地調(diào)主站端建設(shè)部署調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全接入?yún)^(qū)，并采用無(wú)線終端方式，接收連接的小型新能源站的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)新能源數(shù)據(jù)安全接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，既保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，又為數(shù)據(jù)安全提供了有效保障。