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Q／GDW 46 10032-2019 智能抽水蓄能电站网络及安全防护技术标准.pdf

智能抽水蓄能电站网络及安全

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新源控股有限公司发布

Q/GDW4610032—2019

前 1范围 2规范性引用文件. 一 3术语和定义 ..2 4缩略语定义 5总则. 6智能网络结构和功能. 7智能装置网络接口技术要求 ..8 8安全防护基本原则.. ..10 9安全防护技术要求. ..10 附录A（资料性附录）智能抽水蓄能电站系统架构， ..12 附录B（资料性附录）智能抽水蓄能电站二次系统安全分区表 13 编制说明.. 14

为了规范国网新源控股有限公司智能抽水蓄能电站的建设，加强抽水蓄能电站在数字化、智能化方 面的管理，促进抽水蓄能电站管理方式的变革，特制定本标准。 本标准由国网新源控股有限公司基建部提出并负责解释。 本标准由国网新源控股有限公司科技信息部归口。 本标准主要起草单位：国网新源控股有限公司、安徽绩溪抽水蓄能有限公司、中国电建集团华东勘 测设计研究院有限公司。 本标准主要起草人：黄悦照、路振刚、佟德利、黄祖光、刘秋华、独健鸿、魏春雷、闫译文、吕志 娟、曹旭、郑波、葛军强、阎峻、胡清娟、郝国文、黄慧民、刘福、张林、孙文东、毛学志、隋波。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国网新源控股有限公司科技信息部。

为了规范国网新源控股有限公司智能抽水蓄能电站的建设，加强抽水蓄能电站在数字化、智能化方 面的管理，促进抽水蓄能电站管理方式的变革，特制定本标准。 本标准由国网新源控股有限公司基建部提出并负责解释。 本标准由国网新源控股有限公司科技信息部归口。 本标准主要起草单位：国网新源控股有限公司、安徽绩溪抽水蓄能有限公司、中国电建集团华东勘 测设计研究院有限公司。 本标准主要起草人：黄悦照、路振刚、佟德利、黄祖光、刘秋华、独健鸿、魏春雷、闫译文、吕志 娟、曹旭、郑波、葛军强、阎峻、胡清娟、郝国文、黄慧民、刘福、张林、孙文东、毛学志、隋波。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国网新源控股有限公司科技信息部。

水蓄能电站网络及安全防护技术

本标准规定了智能抽水蓄能电站的网络体系结构和安全防护技术要求等方面内容。 本标准适用于国网新源控股有限公司所属在建和新建等各类智能抽水蓄能电站的网络设计、建设 应用和管理，已建抽水蓄能电站参照执行。

下列术语和定义适用于本文件

智能抽水蓄能电站smartpumpedstoragepowerstation 指采用先进、可靠、集成和开放的智能设备，辅以智能系统和智能网络的建设，以电站数字化为基 本要求，以可观测、可视性、自诊断、自适应、自学习、自趋优、互动性等为特征，满足全寿命周期管 理要求，具备三维可视化、智能调节、智能控制、智能分析、智能决策等功能的抽水蓄能电站。 参见Q/GDW46100262019，定义3.1。

智能电子装置intelligentelectronicdevice（IED) 一种基于微处理器技术的，具备数据采集、处理、传输以及控制指令传输与执行功能的电子装置 参见Q/GDW4610026—2019，定义3.8。

种基于微处理器技术的，具备数据采集、处理、传输以及控制指令传输与执行功能的电子装置。 参见Q/GDW4610026—2019，定义3.8。 3.9 合并单元mergingunit 对互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给单元 层设备使用的装置。 参见Q/GDW4610026—2019，定义3.10。 3.10 智能终端intelligentterminal 采用电缆连接机电设备的传感器或执行元件，采用光纤连接保护、测控等二次设备，实现对机电设 备的测量、控制等功能的智能装置，不包括合并单元。 参见Q/GDW4610026—2019，定义3.11。 3.11 智能设备intelligentdevice 电站内各种机电设备本体与相应智能组件、合并单元、智能终端及智能传感器等的有机结合体，具 备数据采集、分析计算、诊断预警以及通信等功能。 参见Q/GDW4610026—2019，定义3.12。 3.12

生产控制大区productioncontrolzone 由控制区(安全I区)和非控制区(安全ⅡI区)组成。控制区是指具有实时监控功能、纵向联接使用电 力调度数据网的实时子网或专用通道的各业务系统构成的安全区域；非控制区是指在生产控制范围内由 在线运行但不直接参与控制、是电力生产过程的必要环节、纵向联接使用电力调度数据网的非实时子网 的各业务系统构成的安全区域。 参见O/GDW4610026—2019：定义3.21。

管理信息大区managementinformationzone 生产控制大区以外的，主要由企业管理、办公目 参见O/GDW4610026—2019，定义3.22。

管理信息大区managementinformationzone 生产控制大区以外的，主要由企业管理、办公目 参见O/GDW4610026—2019，定义3.22。

生产控制大区以外的，主要由企业管理、办公自动化系统及信息网络构成的安全区域， 参见Q/GDW4610026—2019，定义3.22。

安全防护securityprotection 为防止黑客、病毒及恶意代码等对电力二次系统发起的恶意破坏、攻击以及其他非法操作导致 系统事故，采用安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证等方法保证电力系统和电力调度数据

Q/GDW4610032—2019

故障导向安全原则failsafeprinciple 当设备发生故障时，应以特殊的方式做出反应并使设备及系统导向安全

MMS：制造报文规范（ManufacturingMessage Specification） GIS：气体绝缘全封闭组合电器（GasInsulated Switchgear） MIS:管理信息系统（ManagementInformationSystem） ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）

5.1智能抽水蓄能电站通信网络应采用分层分布开放式网络结构，由过程层网络和电站层网络组成， 按照过程层、单元层和电站层三层布置。电站层设置实时监控中心和电站级数据中心用于实现电站的智 能控制、智能分析及诊断功能。 5.2智能网络应符合电力监控系统安全防护要求，总体原则为“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向 认证”。 5.3通信网络拓扑结构采用星形、环形或总线形，应按双网允余配置，过程层网宜由允余的GOOSE 网和余的SV网（330kV及以上电压等级开关站采用直接采样，不设置SV网）组成，电站层网宜由 完余的MMS网组成。 5.4过程层网应按照机组单元、开关站间隔和公用系统划分子网。在电站层及网络失效的情况下，应 能独立完成单元层设备的就地监视和控制功能。 5.5电站层网应具备远程配置、监视、报警和维护功能，生产控制大区电站层网络设备单个元件故障 不应造成系统全局性故障。 5.6网络上各个节点设备宜相互独立，网络抗干扰能力、传输速率及传输距离应满足系统监控和调度 要求。 5.7时间同步系统应全厂统一，同步对时信号宜取自同一信号源，满足智能电子装置（IED）及智能 设备的对时要求。

完余的MMS网组成。 5.4过程层网应按照机组单元、开关站间隔和公用系统划分子网。在电站层及网络失效的情况下，应 能独立完成单元层设备的就地监视和控制功能。 5.5电站层网应具备远程配置、监视、报警和维护功能，生产控制大区电站层网络设备单个元件故障 不应造成系统全局性故障。 5.6网络上各个节点设备宜相互独立，网络抗干扰能力、传输速率及传输距离应满足系统监控和调度 要求。 5.7时间同步系统应全厂统一，同步对时信号宜取自同一信号源，满足智能电子装置（IED）及智能 设备的对时要求。 5.8智能抽水蓄能电站宜配置智能设备和智能系统。智能设备包括：水泵水轮机、发电电动机、主进 水阀、静止变频装置（SFC）、发电机电压设备、主变压器、GIS设备、金属结构设备等。智能系统包 括：调速系统、励磁系统、继电保护系统、相量测量PMU、厂用电系统、直流系统、辅助设备系统、 通风空调系统、火灾报警及消防系统、水情测报系统、照明系统、水工安全监测自动化系统、工业电视 及安防系统等。 5.9智能设备和智能系统在过程层配置智能传感器、合并单元及智能终端，在单元层每个智能设备及 智能系统配置智能电子装置（IED）。智能电子装置（IED）具备对主设备的智能监测、分析诊断、数 据边缘计算处理、智能控制等功能，与过程层智能传感器、合并单元、智能终端等采用光纤连接，与非 智能型传感设备采用电缆连接。 5.10各智能电子装置（IED）宜统一应用DL/T860标准的数据类型定义，确保各智能设备厂商数据类 型一致，实现系统高效集成。 5.11智能抽水蓄能电站与电网电力调度控制中心调度控制系统之间的通信宜符合DL/T634.5104的要 求。 5.12 智能抽水蓄能电站电力无线专网建设应符合Q/GDW11664的要求。

智能系统配置智能电子装置（IED）。智能电子装置（IED）具备对主设备的智能监测、分析诊断、数 据边缘计算处理、智能控制等功能，与过程层智能传感器、合并单元、智能终端等采用光纤连接，与非 智能型传感设备采用电缆连接。 5.10各智能电子装置（IED）宜统一应用DL/T860标准的数据类型定义，确保各智能设备厂商数据类 型一致，实现系统高效集成。 5.11智能抽水蓄能电站与电网电力调度控制中心调度控制系统之间的通信宜符合DL/T634.5104的要 求。 5.12 智能抽水蓄能电站电力无线专网建设应符合Q/GDW11664的要求。

6.1.1智能抽水蓄能电站横向应划分为生产控制大区（包括安全I区、安全Ⅱ区）和管理信息大区， 纵向应划分为过程层、单元层、电站层三层。电站层和单元层之间为称为电站层网，单元层和过程层间 称为过程层网。其中，生产控制大区网络结构如图1所示。 6.1.2电站层网及过程层网宜采用高速以太网，通信介质宜采用光纤。当控制设备室或继电保护室设置 有区域网终交换机时：室内设务之间的网络通信介质也可采用展蔽双绞线

a）电站层网络完成电站层与单元层设备、电站层设备之间的数据通信。逻辑功能上，电站层网覆 盖电站层的数据交换接口、电站层与单元层之间数据交换接口，可传输MMS报文和GOOSE报 文。电站层网络采用双重化星形、环形或总线形以太网。 b）电站层交换机宜采用1000Mbps光（电）口，电站层交换机与单元层交换机之间的级联端口应 采用光口，端口数量根据实际要求配置。 c）电站层设备通过两个独立的以太网控制器接入双重化电站层网络。

a）过程层网络完成单元层与过程层设备、单元层设备之间的数据通信建筑外墙涂料的施工方案及施工方法，可传输GOOSE报文和SI 报文。网络宜采用星形、环形或总线结构。 D） 1 过程层交换机与智能设备之间的连接及交换机的级联端口均宜采用1000Mbps光口。 对于相量测量装置、故障录波、网络记录分析仪等通过SV网络接收SV报文信息时，每个端 口所接的合并单元数量不宜超过5台。

电量的采集根据不同的互感器型式及电压等级选择以下 ? 采用电子式互感器方式，直接接入SV网； ? 采用电磁式互感器+合并单元方式，接入SV网； ? 采用常规传感器直采方式。 2—非电量采集根据传感器的不同型式选择以下二种方案： ? 采用常规传感器直采方式； ? 采用智能传感器接入SV网。

日1智能抽水蓄能电站生产控制大区网络结构图

Q/GDW4610032—2019

由合并单元、智能终端和智能传感器等构成，可完成与一次设备相关的数据采集及控制功能，包括 采集实时运行数据，监测设备运行状态、执行控制命令等。

a）机组单元控制区（安全I区）单元层宜部署：机组控制单元IED、水泵水轮机IED、发电电动 机IED、调速系统IED、励磁系统IED、发电机电压设备IED、主进水阀IED、静止变频装置 (SFC)IED、发变组继电保护IED、发变组相量测量(PMU)IED。 b）开关站控制区（安全I区）单元层宜部署：主变压器IED、GIS设备IED、GIS继电保护IED、 开关站相量测量(PMU)IED。 c）公用系统控制区（安全I区）单元层宜部署：厂用交流电源系统IED、直流电源系统IED、气 系统IED、水系统IED、火灾报警及消防控制系统IED、金属结构设备IED。 d）非控制区（安全ⅡI区）单元层宜部署：故障录波系统IED、电能量采集系统IED、状态监测IED、 水情测报系统IED、通风空调系统IED。 e）管理信息大区单元层宜部署：水工安全监测自动化系统IED、工业电视及安防系统IED。

a）在控制区（安全I区）电站层宜部署电站实时监控中心，实现自动发电控制、自动电压控制、 抽水工况控制、发电工况控制、经济运行等功能。 b）在非控制区（安全Ⅱ区）电站层宜部署电站数据前置区，设置的系统包括：发电计划申报系统 电能计量系统、故障录波信息子站系统及水情测报系统。 C 管理信息大区：主要包括电站数据中心、电厂生产管理系统、综合安全管控系统、健康评价系 统以及设备全生命周期系统、大坝自动监测系统、防汛信息系统、报价辅助决策系统等。

a）电站层网络交换机应具有网络管理功能，余配置，交换机端口型式及数量应满足接入设备要 求。过程层网络交换机宜按安装单元配置，一倍半断路器接线的过程层交换机应按串配置。 b）应具有网络数据分级、流量控制及优先传送功能索赔与现场签证.pdf，满足全站设备正常运行的需求。 C) 应具有方便的配置工具进行网络配置、监视、维护。 d ）应具有对网络所有节点的工况监视与报警功能。