分布式扶貧光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)安防分析

楊 寧

(安徽省立威網(wǎng)安科技有限公司，安徽 合肥 230601)

在國家大力提倡光伏發(fā)電設(shè)施接入電網(wǎng)運行的大環(huán)境下，大量的光伏電站并網(wǎng)發(fā)電，必然會對電網(wǎng)的安全運行帶來潛在的安全隱患。與此同時，大量的涉網(wǎng)電力監(jiān)控系統(tǒng)投入使用，信息安全管理和防護工作不容忽視，需要通過一定的信息系統(tǒng)安全防護技術(shù)手段來達到安防目的，同時滿足文獻2的要求。

1 分布式光伏電站的電力監(jiān)控系統(tǒng)

光伏電站的電力監(jiān)控系統(tǒng)分為生產(chǎn)控制區(qū)和管理信息區(qū)，其中生產(chǎn)控制區(qū)分為控制區(qū)(安全區(qū)I)和非控制區(qū)(安全區(qū)II)，管理信息區(qū)可根據(jù)需要劃分安全區(qū)或安全網(wǎng)段，如安全區(qū)III和安全區(qū)IV。按照安全分區(qū)原則，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)和功能模塊分別部署在不同的安全區(qū)。

本文涉及2類分布式光伏電站，第1類是10kV及以下電壓等級接入，且單個并網(wǎng)點總裝機容量不超過6MW的分布式電源。第2類是35KV電壓等級接入，年自發(fā)自用電量大于50%的分布式電源；或10kV電壓等級接入且單個并網(wǎng)點總裝機容量超過6MW，年自發(fā)自用電量大于50%的分布式電源。

2種類型分布式光伏電站的電力監(jiān)控系統(tǒng)不是完全一致，但主要系統(tǒng)都包括①控制區(qū)。光伏電站運行監(jiān)控系統(tǒng)和測控保護裝置。②非控制區(qū)。電能量采集裝置。

根據(jù)實際管理的需要，控制區(qū)的業(yè)務(wù)可能還包括升壓站監(jiān)控系統(tǒng)，PMU系統(tǒng)，AGC和AVC子站系統(tǒng)等；非控制區(qū)的業(yè)務(wù)可能還包括光伏功率預(yù)測系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)等；管理信息大區(qū)的業(yè)務(wù)可能還包括調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)，天氣預(yù)報系統(tǒng)等。

2 常規(guī)的涉網(wǎng)安防措施

基本的電力監(jiān)控系統(tǒng)的安全防護要求必須滿足“橫向隔離、縱向認證”的規(guī)定。本文的涉及到的兩類光伏電站按照相關(guān)文件規(guī)定必須通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)，主要包括光伏電站運行監(jiān)控系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)，和電能量采集裝置采集的電量數(shù)據(jù)。如圖1所示。

圖1 光伏電站數(shù)據(jù)上傳結(jié)構(gòu)圖

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)一般分為地調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)和省調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)2套，每套數(shù)據(jù)網(wǎng)包含1臺路由器、2臺交換機和兩臺縱向加密認證裝置。2套數(shù)據(jù)網(wǎng)共用1套光傳輸設(shè)備。根據(jù)不同的配置，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)少則50萬元，多則100多萬元，建設(shè)成本昂貴。

對于第1類光伏電站，由于其裝機容量小，電量收益少，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)的高費用成為其嚴重的財務(wù)負擔，特別是對于扶貧項目更是如此。

3 針對扶貧光伏電站的新措施

扶貧光伏電站絕大多數(shù)都是屬于第1類光伏電站，即總裝機容量不超過6MW。按照相關(guān)文件要求，分布式光伏電站上傳調(diào)度信息包括并網(wǎng)點的3相電流、電壓、有功、無功，電表的發(fā)電量信息，并網(wǎng)點開關(guān)狀態(tài)等，其中自發(fā)自用的電站還需要上傳雙向電表的自用電量信息。信息傳輸方式：10kV接入或者通過10kV匯聚上網(wǎng)的分布式光伏電站，容量大于6MW的，應(yīng)通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳調(diào)度所需信息，并配置安全防護設(shè)備；容量小于6MW的，可采用無線通信方式，接入各地調(diào)安全接入?yún)^(qū)，運行信息經(jīng)反向隔離裝置，進入地縣一體化調(diào)度自動化系統(tǒng)，信息上傳采用硬加密措施。根據(jù)以上文件要求和規(guī)定，本文針對第一類光伏電站提出分布式光伏電站上傳調(diào)度信息新的網(wǎng)絡(luò)和安防方案，如圖2所示。

圖2 分布式光伏電站上傳調(diào)度結(jié)構(gòu)

由于采用無線通信方式，按照文[2]要求，必須建立“安全接入?yún)^(qū)”，為了減少分布式光伏電站的二次安防的投入成本和后期運維成本，反向安全隔離裝置部署在調(diào)度側(cè)，電源側(cè)只需部署1臺數(shù)據(jù)采集裝置、1臺電力專用縱向加密認證裝置(帶APN無線專網(wǎng)路由功能)，此方案在保證安全防護滿足相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，電源側(cè)建設(shè)成本不超過10萬元人民幣，與傳統(tǒng)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)方案相比大大降低了成本。由于設(shè)備數(shù)量上也大大減少，同時降低了分布式光伏電站運維人員的運維難度和復(fù)雜度。電源側(cè)2種方案對比結(jié)果如表1所列。

表1 電源側(cè)兩種方案對比

4 結(jié)束語

本文提出的無線安全接入?yún)^(qū)方案，將大大降低第1類分布式光伏電站的建設(shè)成本，有利于更好的促進安徽省扶貧光伏政策的落實，使“光伏扶貧”不斷惠及更多貧困家庭。