典型設計：地方電廠及分布式光伏并網接入技術方案

作者：舜通智能 來源：www.std-e-cards.com 發布時間：2022-09-23 熱度：0

編制說明

       為了實現“雙碳”（碳中和、碳達峰）目標，以新能源為主體的新型電力系統進入快速發展期，同大型火電廠、小型地方電廠共同組成了地區電網的主力電源。
       其中，分布式光伏在新能源發電裝機容量中占比較高，發展分布式光伏并網，有利于整合資源實現集約開發，促進新能源消納，協助電網削峰填谷，提升電網高效、低碳經濟運行水平。地方電廠是城市發電的重要組成部分，多為用戶小型自備電廠或沼氣、垃圾焚燒等電廠，主要由冶金、水泥、熱力等企業自建。
       目前，分布式光伏分布較為分散，且地理環境復雜，部分場站不具備光纖鋪設條件或者光纜鋪設費用較高。部分地方電廠光纖未覆蓋，或與調度主站通信的網絡故障，長期存在調控盲區，一定程度上影響了電力調度。
       為適應電力系統發展，亟需應用現代信息技術，構建新型電力系統運行控制支撐體系，利用無線接入方式作為有線接入的重要補充，從而實現電力調度中心對所有地方電廠和分布式光伏的統一調度。為明確兩種接入方式的技術要求，在實現接入的基礎上確保電網安全、設備安全、網絡安全，特制定本方案。

一、總體原則

       地方電廠及分布式光伏電站電力監控系統設施須符合國家標準、電力行業標準和其他有關規定，并按電力調度運行的要求接入電力調度機構的調度自動化系統。
       地方電廠及分布式光伏電站應按照國家信息安全等級保護的有關要求，堅持“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則，保障電力監控系統的安全。

二、地方電廠接入方案

       存量地方電廠應優先采用電力調度數據網作為通信通道，因特殊原因導致調度數據網無法覆蓋的存量廠站，經地調審批同意，可以采用運營商無線網絡通信通道。新并網的地方電廠應采用電力調度數據網作為通信通道。

    2.1  站內采集與控制要求

       地方電廠電力監控系統宜配置2臺Ⅰ區數據通信網關機（或稱遠動裝置、RTU）。Ⅰ區數據通信網關機具備電廠運行電氣量采集與處理、規約轉換以及通信功能，滿足電網調控運行要求，應至少能夠采集廠內發電機、變壓器、母線、并網線路的有功功率、無功功率、電壓、電流等遙測數據和斷路器、隔離開關、接地刀閘等設備位置的遙信數據。新并網的地方電廠和存量地方電廠中參與電力市場的，應配置電能量計量系統，電能量計量系統應至少配置1臺Ⅱ區電能量采集終端，至少能夠采集廠內發電上網關口、主變和機組等輔助結算關口電量數據。
       電力監控系統內部應強化物理、主機、應用和數據安全， 加強安全管理制度、機構、人員、系統建設和系統運維的管理，提高系統整體安全防護能力。
       采用調度數據網方式接入的地方電廠，應按照國家與行業相關要求，落實電力監控系統網絡安全實時監測手段建設，部署網絡安全監測裝置，在本地實現對生產控制大區服務器、工作站、網絡設備及安防設備網絡安全事件的實時采集、監視、告警、審計和核查功能，并將相關信息接入網絡安全管理平臺。

    2.2  與調度主站通信要求

       2.2.1  調度數據網

       按照山東電力調度數據網雙平面建設的整體設計原則，配置2套獨立的路由接入設備，包括路由器 2 臺、二層交換機 2 臺，每套路由設備分別接至地調接入網，數據網絡通信協議采用 DL/T634.5104 規約。雙套數據網設備宜分屏放置且兩個屏采用獨立電源供電。
       遵循《電力監控系統安全防護規定》（發改委2014年第14號令）、電力監控系統安全防護總體方案（國能安全〔2015〕 36號），堅持“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”原則，保障電力監控系統安全。配置縱向加密認證裝置2臺，采用認證、加密、訪問控制等技術措施實現數據的遠方安全傳輸以及縱向邊界的安全防護。
       接入調度數據網的路由器、交換機必須采取有效的安全加固措施，包括但不限于關閉或限定網絡服務、采用安全增強的SNMPv2及以上版本的網管協議、設置受信任的網絡地址范圍、記錄設備日志、設置高強度的密碼、開啟訪問控制列表、封閉空閑的網絡接口等。

圖1 地方電廠調度數據網接入典型技術方案圖

設備清單：

注：此價格僅供參考，可根據市場詢價或價格波動情況擇優選用

       2.2.2  無線網絡

       通過無線通信方式與調度主站通信時，縱向通信通道應采取訪問控制、認證及加密措施。廠站端通信設備可單套配置，包括無線發射終端1臺、縱向加密設備1臺，對應的遠動裝置等業務系統也可單套配置。其中縱向加密設備應采用電力專用加密算法，實現雙向身份認證、數據加密和訪問控制�？v向加密設備具備網絡電口輸入、輸出接口，設備傳輸能力應滿足遠動信息傳輸要求，可以靈活采用、縱向加密裝置、微型縱向加密裝置、嵌入式加密卡等邊界防護設備。參與電力市場的電廠接入電能量采集終端時，可視業務需要增加交換機等組網設備。
       從集約化部署、節約設備投資成本，節省安裝空間等方面考慮，可采用多機合一的一體化采集通信設備，同時具備有線/無線通信、數據加密、遠動傳輸等功能，在一臺設備中實現多種業務融合，提升維護工作質效。

圖2 地方電廠無線接入典型技術方案圖

設備清單：

（多合一終端價格需補充）

三、10千伏及以上分布式光伏接入方案

       10千伏及以上分布式光伏（以下簡稱場站）以直采方式接入調度機構，可采用電力調度數據網、無線網絡兩種方式，接入的數據需滿足調度數據采集范圍及頻率需要。

    3.1  站內采集與控制要求

       場站電力監控系統宜配置2臺Ⅰ區數據通信網關機（或稱遠動裝置、RTU），參與電力市場的分布式光伏場站還應配置至少1臺Ⅱ區電能量采集終端。Ⅰ區數據通信網關機具備電廠運行電氣量采集與處理、規約轉換以及通信功能，應強化電力監控系統內部物理、主機、應用和數據安全，加強安全管理制度、機構、人員、系統建設、系統運維的管理，提高系統整體安全防護能力。

       3.1.1  數據采集與控制

       接入電網的場站應能夠采集實時并網信息，主要包括并網點開關狀態、并網點電壓、電流、有功、無功等，參與電力市場的分布式光伏場站還應提供上網關口計量點電量數據，并上傳至電網調度部門。所有場站應能接收和執行調度端控制啟停和調整發電功率的指令（AGC）。
場站向電網調度機構提供的基本信息應包括但不限于下列內容:
       a)電氣模擬量:并網點的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率;
       b)狀態量:并網點的斷路器狀態、故障信息、分布式電源通信狀態等信號;
       c)電量數據:關口計量點有功、無功電能量，分時、測量需量，事件記錄等信息。（可選）
       d)控制指令：接收和執行調度端控制啟停和調整發電功率的指令。

       3.1.2  安全防護要求

       場站電力監控系統的安全Ⅱ區（或Ⅰ區）應部署網絡安全監測裝置，采集站控層主機設備、網絡設備及安防設備運行信息和安全事件，并將運行信息和安全事件實時或歸并成告警信息上報給主站平臺。
       場站電力監控系統主機設備密碼強度應滿足國家規定要求，采取物理封堵和配置關閉兩種方式關閉空閑接口，關閉445、3389等高危網絡服務端口等措施。
       場站電力監控系統局域網交換機密碼強度應滿足國家規定要求，采取物理封堵和配置關閉兩種方式關閉空閑接口，采取IP/MAC 地址綁定等措施。

    3.2  與調度主站通信要求

       3.2.1  調度數據網

       按照山東電力調度數據網雙平面建設的整體設計原則，配置2套獨立的路由接入設備，包括路由器 2 臺、交換機 2 臺，每套路由設備分別接至地調接入網，數據網絡通信協議采用 DL/T634.5104 規約。雙套數據網設備宜分屏放置且兩個屏采用獨立電源供電。
       遵循《電力監控系統安全防護規定》（發改委2014年第14號令）、電力監控系統安全防護總體方案（國能安全〔2015〕 36號），堅持“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”原則，保障電力監控系統安全。配置縱向加密認證裝置2臺，采用認證、加密、訪問控制等技術措施實現數據的遠方安全傳輸以及縱向邊界的安全防護。
       接入調度數據網的路由器、交換機必須采取有效的安全加固措施，包括但不限于關閉或限定網絡服務、采用安全增強的SNMPv2及以上版本的網管協議、設置受信任的網絡地址范圍、記錄設備日志、設置高強度的密碼、開啟訪問控制列表、封閉空閑的網絡接口等。

圖3 分布式光伏調度數據網接入典型技術方案圖

設備清單：

注 ：此價格僅供參考，可根據市場詢價或價格波動情況擇優選用。

       3.2.2  無線網絡

       通過無線網絡通信的場站，場站端通信設備可單套配置，包括無線發射終端1臺、縱向加密設備1臺，對應的遠動裝置等業務系統也可單套配置。遠動機采集站內信息后經無線網絡與調度主站無線安全接入區通信，通信規約采用DL/T634.5104 規約。參與電力市場的場站接入電能量采集終端時，可視業務需要增加交換機等組網設備。
       通過無線通信方式進行電力監控系統數據通信時，縱向通信通道應采取訪問控制、認證及加密措施�？v向加密設備具備網絡電口輸入、輸出接口，設備傳輸能力應滿足遠動信息傳輸要求，可以靈活采用縱向加密裝置、微型縱向加密裝置、嵌入式加密卡等邊界防護設備。
       從集約化部署、節約設備投資成本，節省安裝空間等方面考慮，可采用多機合一的一體化采集通信設備，同時具備無線通信、加密芯片、遠動傳輸、AGC子站等功能，在一臺設備中實現多種業務融合，提升維護工作質效。

圖4 分布式光伏無線接入典型技術方案圖

設備清單：

注 ：若分布式光伏已具備AGC功能，方案一和二可以不再考慮部署AGC功能。

四、低壓（380V/220V）分布式光伏接入方案

       調控機構不直接采集低壓分布式光伏的運行數據，而是通過接收營銷、設備等專業系統的轉發數據方式間接接入低壓分布式光伏數據。采集方式供分為三種，需用戶側做好數據對接和配合工作。

圖5 低壓（380V/220V）分布式光伏接入典型技術方案圖

    4.1  通過設備專業配電物聯網平臺接入

       融合終端是按“一臺區一終端”設計，實現與配電自動化主站、配電物聯網云平臺進行信息交互的臺區邊緣設備，實現對整個臺區狀態監測及協調控制。

    4.2  通過營銷專業用電信息采集系統接入

       統一構建低壓分布式光伏采集模式，利用現有計量與采集設備構建了以臺區融合終端、集中器和光伏采集感知終端為主體的感知層，實現低壓分布式光伏的可觀、可測和協調控制。

    4.3  通過互聯網聚合商平臺接入

       目前常用的逆變器普遍配置有GPRS通信模組，采集發電實時功率、發電量、運行狀態信息，上送到互聯網端聚合商平臺管理，平臺同時具有遠程控制功能，可關�；蛳掳l定值調節逆變器出力，電力調度機構可通過與聚合商平臺對接，實現低壓分布式光伏發電數據采集、遠程調節。

五、指導意見

       1、整縣分布式光伏接入方案可根據并網電壓等級參照分布式光伏采集接入方案執行。
       2、依據《電力監控系統安全防護總體方案》（國能安全〔2015〕36 號）要求，10千伏及以上分布式光伏電站電力監控系統同站內分布式光伏監控系統間應采取邏輯隔離措施，實現兩個區域的邏輯隔離、報文過濾、訪問控制等功能。
       3、依據《并網新能源場站電力監控系統涉網安全防護補充方案》要求，10千伏及以上分布式光伏電站光伏監控系統數據采集服務器同戶外就地采集終端（例如光伏發電單元測控終端等）之間網絡通信應采取加密認證措施，實現身份認證、數據加密、訪問控制等安全措施；10千伏及以上分布式光伏電站光伏監控系統與就地終端的連接使用無線網絡通信時，就地終端與生產控制大區的連接處宜部署電力專用橫向單向安全隔離裝置，實現內外網有效隔離。