分布式扶贫光伏电站电力监控系统安防分析

杨 宁

(安徽省立威网安科技有限公司，安徽 合肥 230601)

在国家大力提倡光伏发电设施接入电网运行的大环境下，大量的光伏电站并网发电，必然会对电网的安全运行带来潜在的安全隐患。与此同时，大量的涉网电力监控系统投入使用，信息安全管理和防护工作不容忽视，需要通过一定的信息系统安全防护技术手段来达到安防目的，同时满足文献2的要求。

1 分布式光伏电站的电力监控系统

光伏电站的电力监控系统分为生产控制区和管理信息区，其中生产控制区分为控制区(安全区I)和非控制区(安全区II)，管理信息区可根据需要划分安全区或安全网段，如安全区III和安全区IV。按照安全分区原则，各业务系统和功能模块分别部署在不同的安全区。

本文涉及2类分布式光伏电站，第1类是10kV及以下电压等级接入，且单个并网点总装机容量不超过6MW的分布式电源。第2类是35KV电压等级接入，年自发自用电量大于50%的分布式电源；或10kV电压等级接入且单个并网点总装机容量超过6MW，年自发自用电量大于50%的分布式电源。

2种类型分布式光伏电站的电力监控系统不是完全一致，但主要系统都包括①控制区。光伏电站运行监控系统和测控保护装置。②非控制区。电能量采集装置。

根据实际管理的需要，控制区的业务可能还包括升压站监控系统，PMU系统，AGC和AVC子站系统等；非控制区的业务可能还包括光伏功率预测系统、故障录波系统等；管理信息大区的业务可能还包括调度生产管理系统，天气预报系统等。

2 常规的涉网安防措施

基本的电力监控系统的安全防护要求必须满足“横向隔离、纵向认证”的规定。本文的涉及到的两类光伏电站按照相关文件规定必须通过电力调度数据网上传电力生产数据，主要包括光伏电站运行监控系统采集的实时数据，和电能量采集装置采集的电量数据。如图1所示。

图1 光伏电站数据上传结构图

电力调度数据网一般分为地调数据网和省调数据网2套，每套数据网包含1台路由器、2台交换机和两台纵向加密认证装置。2套数据网共用1套光传输设备。根据不同的配置，调度数据网建设少则50万元，多则100多万元，建设成本昂贵。

对于第1类光伏电站，由于其装机容量小，电量收益少，电力调度数据网建设的高费用成为其严重的财务负担，特别是对于扶贫项目更是如此。

3 针对扶贫光伏电站的新措施

扶贫光伏电站绝大多数都是属于第1类光伏电站，即总装机容量不超过6MW。按照相关文件要求，分布式光伏电站上传调度信息包括并网点的3相电流、电压、有功、无功，电表的发电量信息，并网点开关状态等，其中自发自用的电站还需要上传双向电表的自用电量信息。信息传输方式：10kV接入或者通过10kV汇聚上网的分布式光伏电站，容量大于6MW的，应通过调度数据网上传调度所需信息，并配置安全防护设备；容量小于6MW的，可采用无线通信方式，接入各地调安全接入区，运行信息经反向隔离装置，进入地县一体化调度自动化系统，信息上传采用硬加密措施。根据以上文件要求和规定，本文针对第一类光伏电站提出分布式光伏电站上传调度信息新的网络和安防方案，如图2所示。

图2 分布式光伏电站上传调度结构

由于采用无线通信方式，按照文[2]要求，必须建立“安全接入区”，为了减少分布式光伏电站的二次安防的投入成本和后期运维成本，反向安全隔离装置部署在调度侧，电源侧只需部署1台数据采集装置、1台电力专用纵向加密认证装置(带APN无线专网路由功能)，此方案在保证安全防护满足相关要求的基础上，电源侧建设成本不超过10万元人民币，与传统的调度数据网方案相比大大降低了成本。由于设备数量上也大大减少，同时降低了分布式光伏电站运维人员的运维难度和复杂度。电源侧2种方案对比结果如表1所列。

表1 电源侧两种方案对比

4 结束语

本文提出的无线安全接入区方案，将大大降低第1类分布式光伏电站的建设成本，有利于更好的促进安徽省扶贫光伏政策的落实，使“光伏扶贫”不断惠及更多贫困家庭。