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 編者按：2017年，荷蘭研究員發(fā)現(xiàn)歐洲光伏系統(tǒng)存在嚴(yán)重信息安全漏洞，受影響的歐洲某廠家逆變器一旦被黑客利用，將引起大面積停電的危險(xiǎn)，消息一出，引起國(guó)內(nèi)相關(guān)主管部門(mén)高度重視;在國(guó)內(nèi)，山東43座風(fēng)電、光伏電站由于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)和機(jī)組涉網(wǎng)管理方面存在重大隱患，被強(qiáng)制斷網(wǎng)……

隨著電力系統(tǒng)安全形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，以及以光伏發(fā)電為代表的新能源并網(wǎng)發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高滲透率下的光伏電站安全運(yùn)行變得越來(lái)越重要。

國(guó)家屢次出臺(tái)文件：大型光伏電站生產(chǎn)控制大區(qū)中禁止使用“4G無(wú)線通信”!

近年來(lái)，國(guó)家相關(guān)部門(mén)相繼出臺(tái)了多項(xiàng)法令法規(guī)和文件，三令五申強(qiáng)調(diào)電力二次安全防護(hù)問(wèn)題。特別是對(duì)無(wú)線的安全性問(wèn)題提出了明確質(zhì)疑，并在多項(xiàng)文件中明確規(guī)定“在生產(chǎn)控制大區(qū)中嚴(yán)禁使用無(wú)線通信功能的設(shè)備”。

2014年8月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》(第14號(hào)令)，第13條中規(guī)定：生產(chǎn)控制大區(qū)中除安全接入?yún)^(qū)外，禁止選用具有無(wú)線通信功能的設(shè)備;

2015年2月，國(guó)家能源局發(fā)布國(guó)能安全[2015]36號(hào)：《國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)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)范的通知》，其中《發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)方案》5.2節(jié)中規(guī)定生產(chǎn)控制大區(qū)中除安全接入?yún)^(qū)外，應(yīng)當(dāng)禁止選用具有無(wú)線通信功能的設(shè)備;

2016年6月，國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布調(diào)技〔2016〕74號(hào)《國(guó)調(diào)中心關(guān)于組織簽訂并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議補(bǔ)充條款的通知》，再次重申生產(chǎn)控制大區(qū)中除安全接入?yún)^(qū)外，禁止使用具有無(wú)線通信功能的設(shè)備，凡不符合要求的，需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成整改;

2017年5月，國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布調(diào)網(wǎng)安〔2017〕64號(hào)《國(guó)調(diào)中心關(guān)于開(kāi)展并網(wǎng)電廠電力監(jiān)控系統(tǒng)涉網(wǎng)安全防護(hù)專(zhuān)項(xiàng)治理活動(dòng)的通知》，要求按照《中華人民共和國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全法》、《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》(國(guó)家發(fā)改委第14號(hào)令)及國(guó)家能源局配套文件要求，對(duì)各類(lèi)并網(wǎng)電廠電力監(jiān)控系統(tǒng)涉網(wǎng)安全防護(hù)專(zhuān)項(xiàng)治理活動(dòng)。

64號(hào)文：對(duì)14號(hào)令和36號(hào)文中關(guān)于無(wú)線方案規(guī)范的重復(fù)和強(qiáng)調(diào)!

近期發(fā)現(xiàn)，行業(yè)內(nèi)部分專(zhuān)家對(duì)64號(hào)文進(jìn)行了解讀，認(rèn)為相較之前的文件，64號(hào)文中對(duì)光伏電站使用4G無(wú)線通信松了綁，“只要按照要求做好安全隔離措施，無(wú)線通信可以應(yīng)用于電力行業(yè)。”其實(shí)，這是由于對(duì)光伏電站中安全分區(qū)產(chǎn)生了誤解而導(dǎo)致的對(duì)64號(hào)文件的錯(cuò)誤解讀，主要存在兩個(gè)方面：一是將接入10KV及以下的小型光伏電站和接入35KV及以上的大型光伏電站混為一談;二是將大型光伏電站中需要接受電力調(diào)度控制的光伏發(fā)電單元錯(cuò)誤的劃分到生產(chǎn)控制大區(qū)之外。

誤區(qū)1：“大”“小”混為一談

根據(jù)相關(guān)文件規(guī)定，針對(duì)容量和接入電壓等級(jí)不同，通信方案也有很大區(qū)別。針對(duì)容量小于6MW，并入10KV及以下配電網(wǎng)的分布式光伏電站，電站數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加密后可以通過(guò)有線或無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)傳輸?shù)绞姓{(diào)度中心，數(shù)據(jù)只能單向傳輸，即光伏電站僅將基本的運(yùn)行數(shù)據(jù)上報(bào)調(diào)度中心，調(diào)度中心不對(duì)光伏電站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。

而針對(duì)接入35KV以上，容量在6MW以上的大型光伏電站，電站中的每個(gè)光伏發(fā)電單元中的逆變器都需要接受上一級(jí)電力調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率控制，按照相關(guān)規(guī)定需要采用光纖專(zhuān)網(wǎng)通信。

因此，不能將“大”“小”不同的光伏電站混為一談，籠統(tǒng)的說(shuō)光伏電站中可以使用無(wú)線是一種理解誤區(qū)。

誤區(qū)2：將需要接受調(diào)度的光伏發(fā)電單元?jiǎng)澐衷谏a(chǎn)控制大區(qū)之外

國(guó)家能源局發(fā)布的國(guó)能安全[2015]36號(hào)《發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)方案》，3.1節(jié)中對(duì)光伏電站的生產(chǎn)控制大區(qū)進(jìn)行了劃分，主要包括光伏電站運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)功電壓控制、發(fā)電功率控制、升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)。同時(shí)，國(guó)標(biāo)GB/T 31366-2015 對(duì)光伏電站運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行了明確定義：

a) 站控層設(shè)備：包括各類(lèi)面向全站管理的服務(wù)器、操作員站、運(yùn)動(dòng)通信裝置及其他接口設(shè)備等;

b) 網(wǎng)絡(luò)及通信安全設(shè)備：包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)/路由器、硬件防火墻、正/反向電力專(zhuān)用橫向單向安全隔離裝置、縱向認(rèn)證加密設(shè)備等設(shè)備;

c) 間隔層設(shè)備：包括光伏逆變器、匯流箱、太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的通信控制單元，光伏發(fā)電單元規(guī)約轉(zhuǎn)換器，監(jiān)測(cè)裝置和繼電保護(hù)裝置等設(shè)備;

d) 其他設(shè)備：對(duì)時(shí)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。

其中a是指站控系統(tǒng)設(shè)備，c是光伏發(fā)電單元設(shè)備(包括逆變器及數(shù)據(jù)采集器等)。正確的光伏電站系統(tǒng)如圖1所示。 圖1正確的光伏電站系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

而“4G無(wú)線通信方案”將光伏發(fā)電單元?jiǎng)澐值缴a(chǎn)控制大區(qū)之外，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，這與36號(hào)文中生產(chǎn)控制大區(qū)的劃分是違背的。 圖2錯(cuò)誤的光伏電站系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

實(shí)際電站中，“4G無(wú)線通信方案”使用情況令人堪憂：三個(gè)月，幾十萬(wàn)告警!

2015年，國(guó)內(nèi)某西北光伏電站中采用的“4G無(wú)線通信方案”，電站并網(wǎng)運(yùn)行一年后，系統(tǒng)一個(gè)月仍然上報(bào)了60387條告警記錄;2017年，對(duì)大同三個(gè)使用了“4G無(wú)線通信方案”的電站進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)三個(gè)電站三個(gè)月共出現(xiàn)了幾十萬(wàn)次的告警!
圖3大同三個(gè)電站概況及數(shù)據(jù)

光伏電站由于占地面積大，無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度弱，極易受地形、天氣、站內(nèi)高壓電線產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)以及其他無(wú)線電信號(hào)等因素干擾而出現(xiàn)通信故障。且4G無(wú)線一旦出現(xiàn)故障，需要專(zhuān)業(yè)人員維護(hù)，不僅給電站運(yùn)維人員帶來(lái)了極大的困擾，同時(shí)也嚴(yán)重影響了電站安全穩(wěn)定運(yùn)行!

除此之外，從投資成本來(lái)看，4G無(wú)線初始投資成本也遠(yuǎn)高于光纖成本，且專(zhuān)業(yè)運(yùn)維人員響應(yīng)速度較慢，維護(hù)成本高不說(shuō)，及時(shí)性也很難保證，大大增加了用戶(hù)的使用成本。目前大同等地部分使用4G無(wú)線的電站中已經(jīng)充分暴露了這些問(wèn)題。

小結(jié)：

光伏行業(yè)高速發(fā)展的今天，有線通信方案一直以其高安全性、可靠性、穩(wěn)定性和高性?xún)r(jià)比、易維護(hù)等優(yōu)勢(shì)成為光伏系統(tǒng)建設(shè)中的不二之選。經(jīng)過(guò)對(duì)大同電站無(wú)線應(yīng)用的實(shí)地調(diào)研、分析發(fā)現(xiàn)，“4G無(wú)線通信方案”無(wú)論是從信號(hào)穩(wěn)定性、后期運(yùn)維、成本、網(wǎng)絡(luò)安全等因素來(lái)考慮，都不如有線通信方案。而且隨著光伏電站大規(guī)模應(yīng)用，安全運(yùn)行越來(lái)越重要，國(guó)家相繼出臺(tái)的法令法規(guī)和文件明確指示光伏電站應(yīng)慎用無(wú)線!針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有電力系統(tǒng)發(fā)展遭遇的新挑戰(zhàn)，2017年12月22日，國(guó)家能源局更是召開(kāi)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》修編工作啟動(dòng)會(huì)，提出要把電力系統(tǒng)安全放在首位。

原標(biāo)題：三個(gè)月，幾十萬(wàn)次告警！山西大同電站警示：光伏電站慎用無(wú)線