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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，消息一出，引起國內(nèi)相關(guān)主管部門高度重視;在國內(nèi)，山東43座風電、光伏電站由于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護和機組涉網(wǎng)管理方面存在重大隱患，被強制斷網(wǎng)……

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

國家屢次出臺文件：大型光伏電站生產(chǎn)控制大區(qū)中禁止使用“4G無線通信”!

近年來，國家相關(guān)部門相繼出臺了多項法令法規(guī)和文件，三令五申強調(diào)電力二次安全防護問題。特別是對無線的安全性問題提出了明確質(zhì)疑，并在多項文件中明確規(guī)定“在生產(chǎn)控制大區(qū)中嚴禁使用無線通信功能的設備”。

2014年8月，國家發(fā)改委發(fā)布《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定》(第14號令)，第13條中規(guī)定：生產(chǎn)控制大區(qū)中除安全接入?yún)^(qū)外，禁止選用具有無線通信功能的設備;

2015年2月，國家能源局發(fā)布國能安全[2015]36號：《國家能源局關(guān)于印發(fā)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護總體方案等安全防護方案和評估規(guī)范的通知》，其中《發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)安全防護方案》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，應當禁止選用具有無線通信功能的設備;

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

2017年5月，國家電網(wǎng)發(fā)布調(diào)網(wǎng)安〔2017〕64號《國調(diào)中心關(guān)于開展并網(wǎng)電廠電力監(jiān)控系統(tǒng)涉網(wǎng)安全防護專項治理活動的通知》，要求按照《中華人民共和國網(wǎng)絡安全法》、《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定》(國家發(fā)改委第14號令)及國家能源局配套文件要求，對各類并網(wǎng)電廠電力監(jiān)控系統(tǒng)涉網(wǎng)安全防護專項治理活動。

64號文：對14號令和36號文中關(guān)于無線方案規(guī)范的重復和強調(diào)!

近期發(fā)現(xiàn)，行業(yè)內(nèi)部分專家對64號文進行了解讀，認為相較之前的文件，64號文中對光伏電站使用4G無線通信松了綁，“只要按照要求做好安全隔離措施，無線通信可以應用于電力行業(yè)。”其實，這是由于對光伏電站中安全分區(qū)產(chǎn)生了誤解而導致的對64號文件的錯誤解讀，主要存在兩個方面：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，針對容量和接入電壓等級不同，通信方案也有很大區(qū)別。針對容量小于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)過加密后可以通過有線或無線專網(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行數(shù)據(jù)上報調(diào)度中心，調(diào)度中心不對光伏電站進行遠程控制操作。

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

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

誤區(qū)2：將需要接受調(diào)度的光伏發(fā)電單元劃分在生產(chǎn)控制大區(qū)之外

國家能源局發(fā)布的國能安全[2015]36號《發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)安全防護方案》，3.1節(jié)中對光伏電站的生產(chǎn)控制大區(qū)進行了劃分，主要包括光伏電站運行監(jiān)控系統(tǒng)、無功電壓控制、發(fā)電功率控制、升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護。同時，國標GB/T 31366-2015 對光伏電站運行監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分進行了明確定義：

a) 站控層設備：包括各類面向全站管理的服務器、操作員站、運動通信裝置及其他接口設備等;

b) 網(wǎng)絡及通信安全設備：包括網(wǎng)絡交換機/路由器、硬件防火墻、正/反向電力專用橫向單向安全隔離裝置、縱向認證加密設備等設備;

c) 間隔層設備：包括光伏逆變器、匯流箱、太陽跟蹤系統(tǒng)、氣象監(jiān)測系統(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)測裝置和繼電保護裝置等設備;

d) 其他設備：對時設備、網(wǎng)絡打印機等。

其中a是指站控系統(tǒng)設備，c是光伏發(fā)電單元設備(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無線通信方案”將光伏發(fā)電單元劃分到生產(chǎn)控制大區(qū)之外，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，這與36號文中生產(chǎn)控制大區(qū)的劃分是違背的。 圖2錯誤的光伏電站系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

實際電站中，“4G無線通信方案”使用情況令人堪憂：三個月，幾十萬告警!

2015年，國內(nèi)某西北光伏電站中采用的“4G無線通信方案”，電站并網(wǎng)運行一年后，系統(tǒng)一個月仍然上報了60387條告警記錄;2017年，對大同三個使用了“4G無線通信方案”的電站進行了實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)三個電站三個月共出現(xiàn)了幾十萬次的告警!
圖3大同三個電站概況及數(shù)據(jù)

光伏電站由于占地面積大，無線信號強度弱，極易受地形、天氣、站內(nèi)高壓電線產(chǎn)生的強電磁場以及其他無線電信號等因素干擾而出現(xiàn)通信故障。且4G無線一旦出現(xiàn)故障，需要專業(yè)人員維護，不僅給電站運維人員帶來了極大的困擾，同時也嚴重影響了電站安全穩(wěn)定運行!

除此之外，從投資成本來看，4G無線初始投資成本也遠高于光纖成本，且專業(yè)運維人員響應速度較慢，維護成本高不說，及時性也很難保證，大大增加了用戶的使用成本。目前大同等地部分使用4G無線的電站中已經(jīng)充分暴露了這些問題。

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)定性和高性價比、易維護等優(yōu)勢成為光伏系統(tǒng)建設中的不二之選。經(jīng)過對大同電站無線應用的實地調(diào)研、分析發(fā)現(xiàn)，“4G無線通信方案”無論是從信號穩(wěn)定性、后期運維、成本、網(wǎng)絡安全等因素來考慮，都不如有線通信方案。而且隨著光伏電站大規(guī)模應用，安全運行越來越重要，國家相繼出臺的法令法規(guī)和文件明確指示光伏電站應慎用無線!針對我國現(xiàn)有電力系統(tǒng)發(fā)展遭遇的新挑戰(zhàn)，2017年12月22日，國家能源局更是召開《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》修編工作啟動會，提出要把電力系統(tǒng)安全放在首位。

原標題：三個月，幾十萬次告警！山西大同電站警示：光伏電站慎用無線