王 中 李晗宇

(1.黑龍江省林業(yè)設計研究院,黑龍江 哈爾濱 150080; 2.哈爾濱電站設備成套研究所有限公司,黑龍江 哈爾濱 150046)

近年來，我國經(jīng)濟建設和社會發(fā)展對于電力能源的需求量越來越大，為了滿足日益增長的電力需求，我國大力發(fā)展新能源發(fā)電模式。大量風電場和光伏電站的出現(xiàn)使得我國新能源發(fā)電廠電力系統(tǒng)的運行風險大幅度提升，一旦新能源發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)安全問題，不僅會造成大量的能源浪費，同時還會嚴重影響到社會的發(fā)展以及威脅到人們的生命財產安全。因此，采取有效的安全防護措施確保新能源電廠電力系統(tǒng)的運行效率與運行質量具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護在新能源發(fā)電廠的設計原則

在新能源發(fā)電廠運行中電力監(jiān)控開展安全防護設計工作中，要想使得設計更為科學合理，最大限度的實現(xiàn)設計效益，在工作中需要嚴格遵循幾項原則：一是對于安全Ⅰ區(qū)要具有實時監(jiān)控的使用功能，對系統(tǒng)進行設計時涉及調度自動化、綜合自動化以及同步測量等，并且該安全區(qū)是系統(tǒng)安全防護的重點內容。二是針對安全Ⅱ區(qū)，其不具有實時監(jiān)控功能，務必確保其安全運行，在此設計中主要包含電量、故障錄波以及新能源等系統(tǒng)。三是對于安全Ⅲ區(qū)，要具備高效的數(shù)據(jù)和信息處理能力，從而為新能源發(fā)電廠生產管理及時有效的提供決策，此部分包括管理信息、調度生產管理等系統(tǒng)。

另一方面對于衡量連接的安全分區(qū)，需要通過一些措施給予隔離，主要滿足以下幾個方面的要求：一是對安全Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)實施隔離處理的時候，應該對邏輯隔離的手段進行選擇，還需要通過一些檢驗機構對合格的硬件防火墻的邏輯隔離、狀態(tài)檢測以及訪問控制等進行檢驗。二是對于三個安全區(qū)域實施隔離處理時候，需要選擇專業(yè)的、得到國家認可的隔離裝置，如果信息從安全Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)傳輸?shù)饺髤^(qū)的時候，要使用正向隔離裝置，相反，若是信息由安全Ⅲ區(qū)傳輸?shù)舰駞^(qū)和Ⅱ區(qū)，則選擇反向隔離裝置。要想確保信息得到安全的傳輸，應該把安全Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)外部的通信網(wǎng)關進行加密，還需要對外部通信網(wǎng)絡的主機操作系統(tǒng)進行加固。除此之外，縱向邊界防護設計中生產控制大區(qū)和調度端要利用電力調度網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)，合理配置縱向加密認證或者縱向加密網(wǎng)關，從而對縱向邊界安全防護的設計進行有效實現(xiàn)。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護設計措施

2.1 升壓站綜自監(jiān)控系統(tǒng)安全防護設計

在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，升壓站綜自監(jiān)控系統(tǒng)扮演著非常重要的角色，在確保電力系統(tǒng)的更好運行方面發(fā)揮著重要的作用。因為其不僅能夠對升壓站的數(shù)據(jù)信息進行采集和處理，同時還可以在發(fā)現(xiàn)故障的時候能夠及時地進行異常報警，從而可以及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決問題。對于升壓站綜自監(jiān)控系統(tǒng)，所采取的系統(tǒng)模式主要分為B/S兩個部分，第一個為站控層部分，第二個為間隔層部分。這一系統(tǒng)所具備的功能模塊眾多，包括有數(shù)據(jù)采集與處理功能，用戶管理功能，報警處理、SOE和事故追憶功能，數(shù)據(jù)通信功能，防誤操作閉鎖功能，在線電能質量監(jiān)測功能，故障錄波功能，時鐘同步功能等。與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互及安全防護：①與Ⅰ區(qū)發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)、功率控制系統(tǒng)、SVG監(jiān)控系統(tǒng)，通過網(wǎng)線與升壓站綜合自動化系統(tǒng)的遠動通信柜的A/B網(wǎng)交換機相連，通過規(guī)約解碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。②升壓站綜合自動化系統(tǒng)遠動裝置通過網(wǎng)線與調度數(shù)據(jù)網(wǎng)I區(qū)交換機相連，經(jīng)縱向加密認證裝置認證及數(shù)據(jù)加密后，將數(shù)據(jù)傳送至上級調度機構[1]。

2.2 功率控制系統(tǒng)(AGC/AVC)安全防護設計

功率控制系統(tǒng)主要用于接收、執(zhí)行調度中心主站的有功功率/無功電壓的控制指令，并向主站回饋信息，主要由智能通訊終端、交換機、工作站組成。系統(tǒng)具備的功能模塊為：其一有功控制，根據(jù)調度系統(tǒng)有功指令、調度系統(tǒng)發(fā)電出力計劃曲線、各發(fā)電機有功裕度的大小自動進行每臺發(fā)電機有功功率的分配。其二無功控制，接收調度和當?shù)叵掳l(fā)的總無功功率目標值。其三電壓控制，接收調度和當?shù)叵掳l(fā)的高壓母線電壓目標值，根據(jù)目標母線電壓、當前母線電壓及系統(tǒng)阻抗，計算全廠總無功需求。其四功率因素控制，接收調度和當?shù)叵掳l(fā)的功率因素目標值，根據(jù)目標功率因素及當前有功，計算全廠總無功出力需求。與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互及安全防護：通過與I區(qū)綜自系統(tǒng)遠動裝置相連，實現(xiàn)接收功率控制指令與數(shù)據(jù)交互的目的。

2.3 同步相量采集系統(tǒng)安全防護設計

同步相量采集系統(tǒng)主要為升壓站電氣設備模擬量和開關量實時信息的采集，并形成電壓相角信息后通過數(shù)據(jù)管道向調度中心主站傳送實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、實時記錄數(shù)據(jù)、裝置的狀態(tài)信息以及裝置發(fā)出的請求信息，同時可以從命令管道接收主站下達的命令。其分為4部分，依次為同步相量測量采集裝置、同步相量測量處理裝置、以太網(wǎng)交換機、通信接口裝置。系統(tǒng)具備的功能模塊為：功角測量功能，帶時標傳送功能，故障錄波及分析功能。與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互及安全防護：同步相量測量系統(tǒng)通過網(wǎng)線與調度數(shù)據(jù)網(wǎng)I區(qū)交換機相連，經(jīng)縱向加密認證裝置認證及數(shù)據(jù)加密后，將數(shù)據(jù)傳送至上級調度機構[2]。

2.4 功率預測系統(tǒng)安全防護設計

功率預測系統(tǒng)主要承擔電廠功率預測及數(shù)據(jù)上報的作用。系統(tǒng)采用C/S模式，分三個部分，依次為天氣預報服務器、功率預測服務器、展示工作站。系統(tǒng)具備的功能模塊為：電廠0-168中長期功率預測模型，電廠0-72短期功率預測模型，電廠0-4中長期功率預測模型，系統(tǒng)通信接口功能，102規(guī)約上報功能。與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互及安全防護：①天氣預報服務器通過防火墻隔離從互聯(lián)網(wǎng)接入天氣預報文件和功率預測文件，再經(jīng)反向隔離裝置將數(shù)據(jù)傳至功率預測服務器。②天氣預報服務器通過串口接入測風塔數(shù)據(jù)。③發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過防火墻進行邏輯隔離，實現(xiàn)發(fā)電機數(shù)據(jù)接入。④功率預測服務器通過網(wǎng)線與調度數(shù)據(jù)網(wǎng)Ⅱ區(qū)交換機相連，經(jīng)縱向加密認證裝置認證及數(shù)據(jù)加密后，將數(shù)據(jù)傳送至上級調度機構[3]。

新能源電廠的安全防護應嚴格遵守“安全分區(qū)、網(wǎng)絡專用、橫向隔離、縱向認證”的十六字原則，做好電廠安全防護的組織保障、電廠安全防護問題的問題整改、電廠安全防護的運行管理及電廠安全防護的應急響應處置，維護好電力監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全。

3 結語

綜上所述，為了進一步提升新能源發(fā)電廠電力系統(tǒng)的運行效率和運行質量，做好其相應的安全防護設計意義重大。而要想做好新能源發(fā)電廠電力系統(tǒng)的安全防護設計，不僅需要做好發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)的安全防護設計與升壓站綜自監(jiān)控系統(tǒng)的安全防護設計，同時還需要進一步加強功率控制系統(tǒng)(AGC/AVC)的安全防護設計及同步相量采集系統(tǒng)安全防護設計，最終為我國新能源發(fā)電廠的更好運行和發(fā)展奠定堅實的基礎，有利于可持續(xù)發(fā)展建設目標的實現(xiàn)。