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三个月,几十万次告警!大同电站警示:光伏电站慎用无线

时间:2018-01-12 04:50供稿单位:亚博国际信息网打印字号:

  摘要:2017年,荷兰研究员发现欧洲光伏系统存在严重信息安全漏洞,受影响的欧洲某厂家逆变器一旦被黑客利用,将引起大面积停电的危险,消息一出,引起国内相关主管部门高度重视。

  硅业在线赢硅网1月9日讯 2017年,荷兰研究员发现欧洲光伏系统存在严重信息安全漏洞,受影响的欧洲某厂家逆变器一旦被黑客利用,将引起大面积停电的危险,消息一出,引起国内相关主管部门高度重视;在国内,山东43座风电、光伏电站由于电力监控系统安全防护和机组涉网管理方面存在重大隐患,被强制断网……

  随着电力系统安全形势的日益严峻,以及以光伏发电为代表的新能源并网发电规模的不断扩大,高渗透率下的光伏电站安全运行变得越来越重要。

  国家屡次出台文件:大型光伏电站生产控制大区中禁止使用“4G无线通信”!

  近年来,国家相关部门相继出台了多项法令法规和文件,三令五申强调电力二次安全防护问题。特别是对无线的安全性问题提出了明确质疑,并在多项文件中明确规定“在生产控制大区中严禁使用无线通信功能的设备”。

  2014年8月,国家发改委发布《电力监控系统安全防护规定》(第14号令),第13条中规定:生产控制大区中除安全接入区外,禁止选用具有无线通信功能的设备;

  2015年2月,国家能源局发布国能安全[2015]36号:《国家能源局关于印发电力监控系统安全防护总体方案等安全防护方案和评估规范的通知》,其中《发电厂监控系统安全防护方案》5.2节中规定生产控制大区中除安全接入区外,应当禁止选用具有无线通信功能的设备;

  2016年6月,国家电网发布调技〔2016〕74号《国调中心关于组织签订并网调度协议补充条款的通知》,再次重申生产控制大区中除安全接入区外,禁止使用具有无线通信功能的设备,凡不符合要求的,需要在规定的时间内完成整改;

  2017年5月,国家电网发布调网安〔2017〕64号《国调中心关于开展并网电厂电力监控系统涉网安全防护专项治理活动的通知》,要求按照《中华人民共和国网络安全法》、《电力监控系统安全防护规定》(国家发改委第14号令)及国家能源局配套文件要求,对各类并网电厂电力监控系统涉网安全防护专项治理活动。

  64号文:对14号令和36号文中关于无线方案规范的重复和强调!

  近期发现,行业内部分专家对64号文进行了解读,认为相较之前的文件,64号文中对光伏电站使用4G无线通信松了绑,“只要按照要求做好安全隔离措施,无线通信可以应用于电力行业。”其实,这是由于对光伏电站中安全分区产生了误解而导致的对64号文件的错误解读,主要存在两个方面:一是将接入10KV及以下的小型光伏电站和接入35KV及以上的大型光伏电站混为一谈;二是将大型光伏电站中需要接受电力调度控制的光伏发电单元错误的划分到生产控制大区之外。

  误区1:“大”“小”混为一谈

  根据相关文件规定,针对容量和接入电压等级不同,通信方案也有很大区别。针对容量小于6MW,并入10KV及以下配电网的分布式光伏电站,电站数据经过加密后可以通过有线或无线专网传输到市调度中心,数据只能单向传输,即光伏电站仅将基本的运行数据上报调度中心,调度中心不对光伏电站进行远程控制操作。

  而针对接入35KV以上,容量在6MW以上的大型光伏电站,电站中的每个光伏发电单元中的逆变器都需要接受上一级电力调度系统的实时功率控制,按照相关规定需要采用光纤专网通信。

  因此,不能将“大”“小”不同的光伏电站混为一谈,笼统的说光伏电站中可以使用无线是一种理解误区。

  误区2:将需要接受调度的光伏发电单元划分在生产控制大区之外

  国家能源局发布的国能安全[2015]36号《发电厂监控系统安全防护方案》,3.1节中对光伏电站的生产控制大区进行了划分,主要包括光伏电站运行监控系统、无功电压控制、发电功率控制、升压站监控系统、继电保护。同时,国标GB/T 31366-2015 对光伏电站运行监控系统的组成部分进行了明确定义:

  a) 站控层设备:包括各类面向全站管理的服务器、操作员站、运动通信装置及其他接口设备等;

  b) 网络及通信安全设备:包括网络交换机/路由器、硬件防火墙、正/反向电力专用横向单向安全隔离装置、纵向认证加密设备等设备;

  c) 间隔层设备:包括光伏逆变器、汇流箱、太阳跟踪系统、气象监测系统及辅助系统的通信控制单元,光伏发电单元规约转换器,监测装置和继电保护装置等设备;

  d) 其他设备:对时设备、网络打印机等。

  其中a是指站控系统设备,c是光伏发电单元设备(包括逆变器及数据采集器等)。正确的光伏电站系统如图1所示。

  

图1正确的光伏电站系统架构示意图

  而“4G无线通信方案”将光伏发电单元划分到生产控制大区之外,系统结构如图2所示,这与36号文中生产控制大区的划分是违背的。

  

图2错误的光伏电站系统架构示意图

  实际电站中,“4G无线通信方案”使用情况令人堪忧:三个月,几十万告警!

  2015年,国内某西北光伏电站中采用的“4G无线通信方案”,电站并网运行一年后,系统一个月仍然上报了60387条告警记录;2017年,对大同三个使用了“4G无线通信方案”的电站进行了实地调研,发现三个电站三个月共出现了几十万次的告警!

  

图3大同三个电站概况及数据

  光伏电站由于占地面积大,无线信号强度弱,极易受地形、天气、站内高压电线产生的强电磁场以及其他无线电信号等因素干扰而出现通信故障。且4G无线一旦出现故障,需要专业人员维护,不仅给电站运维人员带来了极大的困扰,同时也严重影响了电站安全稳定运行!

  除此之外,从投资成本来看,4G无线初始投资成本也远高于光纤成本,且专业运维人员响应速度较慢,维护成本高不说,及时性也很难保证,大大增加了用户的使用成本。目前大同等地部分使用4G无线的电站中已经充分暴露了这些问题。

  小结:

  光伏行业高速发展的今天,有线通信方案一直以其高安全性、可靠性、稳定性和高性价比、易维护等优势成为光伏系统建设中的不二之选。经过对大同电站无线应用的实地调研、分析发现,“4G无线通信方案”无论是从信号稳定性、后期运维、成本、网络安全等因素来考虑,都不如有线通信方案。而且随着光伏电站大规模应用,安全运行越来越重要,国家相继出台的法令法规和文件明确指示光伏电站应慎用无线!针对我国现有电力系统发展遭遇的新挑战,2017年12月22日,国家能源局更是召开《电力系统安全稳定导则》修编工作启动会,提出要把电力系统安全放在首位。

 

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