数据采集与通讯技术方案新能源光伏发电系统变电站.docx

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1、数据采集与通讯技术方案新能源（光伏）发电系统变电站致力于数据采集与传输杭州恒控电力科技有限公司A接收上行主站系统下发的控制命令并转发给下行设备；可实现单通道采集多通道转发或多通道采集单通道转发；对采集数据进行工程系数转换；对采集数据进行保存、支持断点续传； 支持 MODBUS、CDT、IEC101、IEC104、DL/T645-97、DL/T645-07 等 多种通讯规约；支持RS485、RS232、TCP/IP、无线通信方式全面支持IEC61850规范（既可作客户端，也可作服务器端）支持规约对时及SNTP对时功能可查看系统实时运行日志并存盘图形化的远程参数设置及查看界面3项目实施3.1 准备

2、阶段首先通过客户提供的项目资料，并与客户进行沟通，了解项目的具体需求及 相关配置参数，并根据了解到的情况制定项目的实施方案，具体需要准备的工作 如下：1） 了解光伏电站的通信环境 ）收集光伏电站的智能采集装置的数量及类型，主要有如下设备：逆变器汇牖电能表 保护装置气象监测仪3）收集各种智能监测装置的通讯参数及规约： CE-30系列智能通信设备与智能监测装置的通讯方式及通讯参数： 令TCP/IP通讯方式：IP地址、端口号、服务器端/客户端 令RS485/RS232通讯方式：波特率、数据位、停止位、校验位 CE-30系列智能通信设备与智能监测装置的通讯规约,若为特殊通 讯规约，则提供通讯规约文本。

3、 智能监测设备的测点参数4）收集与远方调度中心进行规约通讯的相关通信方式及通讯规约参数5）收集与监控中心进行规约通讯的相关通讯方式及通讯规约参数6）根据现场了解到的实际情况，与客户进行充分沟通，制定项目的解决方 案及后续的项目实施方案3.2 实施阶段根据项目准备阶段了解的项目信息以及制定的项目解决方案及实施方案，对 解决方案中的相关设备进行安装及调试：1）设备安装根据项目准备阶段的安装图纸对CE-30系列智能通信设备进行安装和 调试。2）智能监测装置的数据接入根据智能监测装置在现场的接线情况，对CE-30系列智能通信设备的模 型参数进行配置，调试，使CE-30系列智能通信设备能正确接收到智能

4、监测装置的数据。3）核对数据解析收到的报文，核对监视工具中的显示值是否正确。4）连接主站根据点表中主站信息连接主站，通过通信报文确认数据通信正常。5）核对数据查看监视工具数值，和主站人员告知的相应数据项数值对比（如主站方 提供web展示网址及用户密码，我方可自主完成遥测、遥信数值的核 对I6）远程遥控如果现场存在遥控参数，建议由主站方下发控制命令，我方协助测试。4典型案例4.1绍兴光伏电站2019年12月，绍兴大唐光伏站数据采集与通讯项目，该项目采用CE-32通 信网关通过RS485通讯方式采集并网柜微机保护、光伏防孤岛保护装置、光伏 故障解列装置、电能质量在线监控装置、智能电表、等光伏电站现

5、场智能保护监 测设备的数据，然后再将采集的数据归集整理，按绍兴市调要求通过无线加密的 的通信方式以IEC101规约转发给绍兴市调度中心系统。并通过104给CE-3000 电力监控系统传输数据。方便客户对光伏数据进行分析，查看。该项目自投运以来，数据采集通讯系统稳定运行。1概述太阳能光伏发电已经成为全球最火热的一个行业。早期光伏企业忙于学习如 何设计光伏电站及如何进行系统调试。近几年，光伏企业的目光聚集到了光伏售 后体系的建立。光伏监控系统不仅能够节省人力资本，提高数据实时性。并且能 在第一时间获取告警信息、排查故障原因，加快售后维护进度，减少损失。在光伏电站监控系统中，如何将光伏站内各种智能监

6、测设备的数据采集起来 并转发到监控中心统一监控室光伏电站监控系统的关键。根据客户的现场情况及 需求，为客户提供完整的光伏电站数据采集与通讯系统解决方案。2方案概述典型的光伏电站监控系统由站内智能监测装置、站内监控子站、主站监控中 心构成。站内监控子站完成逆变器、汇流箱、直流配电柜、交流配电柜、气象仪、 电能表、保护装置等设备的数据采集及处理，并将采集到的数据通过各种通讯方 式转发给主站监控中心。主站监控中心将接收到的数据进行数据处理、保存、分 析与优化，最终以友好的人机界面方式实现与用户的交互。光伏电站数据采集与通讯系统的主要实现站内监控子站的功能，用于采集光 伏电站内各种智能监测装置的数据、

7、并将采集的数据通过有线或无线的方式，采 用IEC104、IEC61850等通讯规约转发给主站监控中心，同时接收主站监控中心 下发的各种控制命令，并将其转发给光伏电站内相应的智能监测装置。2.1 智能监测装置光伏电站的智能监测装置用于监测和控制光伏电站的各种运行参数及运行 状态，并对光伏电站的运行方式进行控制，主要的智能监测装置描述如下：2.2 逆变器接入目的：监测和控制采集的数据：累加参数：当前总功率、发电量、二氧化碳减排量、报警次数；运行参数：直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、电流、逆变器机 内温度、时钟、频率；运行状态：运行、关闭、待机；报警数据：逆变器厂商所提供的设备报警数据，系统

8、保证不遗漏任何一家 厂商设备的任何一个原生告警。控制的内容：开启、停止、参数设置/调整2.2.1 汇流箱接入目的：监测和控制采集的数据：光伏阵列每路电压、电流、功率；每个光伏阵列电流、状态、功率；其他所有告警状态位。控制内容：开启、停止2.2.2 电能表接入目的：监测采集的数据：三相电压、电流、功率；功率因素；电网频率；正反向总电度及尖峰平谷电度。（其他数据根据客户要求选择，如无功功率、电 度等）2.2.3 气象监测仪接入目的：监测采集的数据：环境温湿度、光照强度、日照时、风速风向2.2.4 保护装置接入目的：监测和控制采集的数据：令三相电压、电流、功率等测量信息；。过流、过载、过压等保护信息

9、；控制内容：开关分合。2.2.5 其他装置根据业主、调控部门监控需求，可接入其他装置，如光伏防孤岛装置、光伏 故障解列装置、光伏测控一体化装置、光伏阵列、无功补偿监控装置等2.3 系统功能与特点光伏电站数据采集与通讯系统作为光伏电站监控系统的重要环节，实现光伏 电站实时数据的采集与监控，主要功能及特点如下：提供光伏电站数据采集与通讯系统的整体解决方案负责方案设计、现场施工、技术支持等全方位服务。A采集各种智能监测装置的数据对采集的数据进行工程系数转换、逻辑处理将采集的数据统一处理后转发给监控中心及上级调度系统接收监控中心下发的控制命令并转发给相应的智能监测装置支持多种通信方式：令RS232串口

10、通信 RS485串口通信 TCP/IP网络通信。UDP网络通信。无线通信，制式可选 GPRS/EDGE/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA支持多种通讯规约令IEC101规约。IEC103 规约令IEC104规约。MODBUS 规约令DL/T645规约令IEC61850规约令支持通讯规约的快速开发提供方便的人机界面进行参数配置、数据监视及配置管理2.4 信息量分类光伏电站数据采集与通讯系统根据所采集的信息数据格式的不同，可以分为 以下几类：A模拟量：采用整数或浮点数表示的测量信息状态量：用于表示对象状态的信息控制量：用于表示对象控制的信息除此意外，系统还可以采集字符串、日期等信息格式表示的信

11、息量。2.5 系统方案根据光伏电站规模及现场通信条件的不同，结合公司的产品特点，可以提供 多种不同的系统解决方案。2.5.1 方案一光伏无线接入方案,采用无线专网APN的方式接入远方调度中心提供如下 解决方案：光伏无线接入图络拓朴图2.6 软件平台CE-30系列智能通信设备统一采用我公司自主研发的GCP软件平台,CE-30 软件平台采用分层模块化面向对象的设计思路，将系统的各项功能划分成不同层 次和不同的模块，尽可能的降低模块之间的耦合度,确保系统平台的安全性、稳 定性、实时性以及可扩展性。CE-30系列智能通信设备采用嵌入式linux操作系统，系统软件采用C/C+ 语言开发，配置参数采用sq

12、lite文件数据库和ini格式文件存储。1）硬件层：硬件层是用于数据通信的物理载体，这个层包含了适合不同应用场景的各种 不同的物理数据通信设备。2）系统层:系统层是凌驾于硬件层之上的第一个和软件有关的层次，该层主要包含针对 不同硬件的不同操作系统软件。3）支撑层：支撑用于把通信系统的具体处理和不同操作系统软件相隔离，是一个体现整 个数据通信系统兼容性和扩展性的关键层。4）服务层：服务层是整个数据通信系统最核心的层，该层包含了整个数据通信过程中所 需要的重要模块，都以模块化、对象化的方式在该层体现。5）应用层：应用层是实现整个数据通信产品化的关键一层，该层包含了基本的数据通信 框架和在此之上进行

13、扩展的具体通信产品。6）展现层：展现层是整个数据通信系统的人机交互层，该层包含了不同方式的数据展现 模块，用于数据通信系统的配置监控。2.7 技术特点CE-30系列智能通信设备采用相同的软、硬件技术平台，根据不同的应用需 求配置不同的通信接口。CE-30系列智能通信设备的技术特点如下：设置硬件看门狗，喂狗逻辑严密； RS232/RS485端口自适应、且实现光电隔离，防止瞬间大电流损坏；软件系统动态建模动态分配内存极大限度的减少了系统对内存及CPU 的需求；采用线程池及内存池技术，提高系统响应速度；采用线程独占或共享可配置的任务调度方式；动态加载通讯链路驱动库；动态加载通讯规约库；可实现规约数据的透明传输。2.8 功能描述通讯管理机功能描述如下：配置软件看门狗，监视并守护系统核心进程及任务；配置硬件看门狗,监视软件看门狗，异常时重启硬件设备；采集下行设备的数据转发到上行主站；