新能源場站通信需求與現(xiàn)狀分析目錄CONTENTS01 場區(qū)通信方式升壓站通信方式接入系統(tǒng)通信方式未來展望大型集中式新能源電站典型計算機監(jiān)控系統(tǒng)圖1. 場區(qū)通信方式大型集中式新能源電站典型計算機監(jiān)控系統(tǒng)圖1.場區(qū)通信方式1.場區(qū)通信方式-大型集中光伏電站集中式逆變器。采用集中式逆變器的大型光伏電站，光伏電站光伏子陣（光伏區(qū)匯流箱、逆變器和箱式變壓器保護測控裝置）通過

RS-485將信息接入通信管理機進行匯集，通信管理機通過以太網光纖環(huán)網的方式將采集的陣列信息傳送至計算機監(jiān)控系統(tǒng)，采用光纖環(huán)網形式的光伏子陣的通信結構。組串式逆變器。采用組串式逆變器的大型光伏電站，采用低壓電力電纜進行PLC載波通信，傳統(tǒng)的通訊方案需要專門設計通訊線纜部分，埋地的話需要鎧裝線纜或者穿管鋪設，成本升高，且施工方面需要挖溝，而PLC的最大特點：不需要重新架設通訊線纜，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞，無疑成為了智能光伏電站的最佳方案之一。1.場區(qū)通信方式-分布式光伏電站WiFi通信方案。當逆變器數(shù)量較少,逆變器掛在有網絡的室內時,可以采用WiFi方案。如今WiFi已經走進了千家萬戶,利用場區(qū)本來已有的WiFi完成通信,

快捷方便,

不需要額外的投入。逆變器通過WiFi模塊進行數(shù)據(jù)傳輸,通過路由器將數(shù)據(jù)發(fā)送到廠家云平臺或第三方云服務器,客戶在網頁終端或手機終端App查看通信信息。單機GPRS通信方案。這種方式多用于一些特殊情況,像有些電站由于位置較為偏遠,多采用GPRS方式,

無需布線,

免去了布置通信線纜的煩惱。GPRS通訊模塊出廠時集成通信流量卡,支持移動網絡,應用過程中也可以根據(jù)需求采購移動流量卡。多機4G通信方案。針對現(xiàn)場布光纖不方便的場區(qū),可以選擇4G的方式傳輸數(shù)據(jù),每臺逆變器配置一個LAN轉4G的數(shù)傳模塊,

通過4G基站上傳到廠家云平臺或第三方云服務器,

同時也可以通過網線/光纖的形式上傳至本地通信。1.場區(qū)通信方式-風電站風電機組現(xiàn)地通信風力發(fā)電機組主控系統(tǒng)（就地控制系統(tǒng)）是風力發(fā)電機組電控系統(tǒng)的核心組成部分，它負責整機狀態(tài)的切換、信息采集、數(shù)據(jù)存儲、邏輯判斷、故障保護、整機的綜合控制、執(zhí)行算法等功能。就地控制系統(tǒng)采用Profibus

DP或Ethercat

高速通訊總線，通常由塔底和塔頂?shù)目刂瓶毓耋w組成。主控柜位于塔底，主控柜內的PLC主站是風力發(fā)電機組的大腦。主控柜保持與變流、機艙、及變槳等子系統(tǒng)的實時通訊，監(jiān)控低壓電氣設備及機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保障機組運行在設計極限范圍之內；對機組故障后的狀態(tài)進行記錄，提供人機界面接口。1.場區(qū)通信方式-風電站風機中央監(jiān)控系統(tǒng)。風電機組的計算機中央監(jiān)控系統(tǒng)能在風場控制室對風電場全部風電機組進行控制和監(jiān)視，包括在線振動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。中央監(jiān)控系統(tǒng)支持IEC61400-25標準，且必須支持IEC61400-25標準中的MMS映射。風電機組滿足Server/Client雙端支持OPC協(xié)議和Modbus（TCP）協(xié)議，并提供對風電機組特有的控制調節(jié)、功率分解、報警信息及故障信息的詳細解析?？蓾M足風電機組監(jiān)控系統(tǒng)與升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、風功率預測系統(tǒng)、有功功率控制系統(tǒng)、無功電壓控制系統(tǒng)等的通信要求。SCADA

系統(tǒng)總體架構主要包括風機接入服務器（可以與風場SCADA服務器集成為一體），風場SCADA服務器，風場能量控制EMS服務器（根據(jù)不同廠家設計不同，可以與風場SCADA服務器集成），數(shù)據(jù)轉發(fā)接口控制器（可以與風場SCADA服務器集成為一體）等模塊。1.場區(qū)通信方式-電化學儲能電站儲能BMS系統(tǒng)。BMS

系統(tǒng)擬采用三層結構，主要包括單體儲能電池管理模塊

BMU、電池組控制管理單元

BCMU

和儲能系統(tǒng)管理單元BAMS。BMU：監(jiān)測單體電芯的電壓、溫度和單個托盤的總電壓，

并通過

CAN

協(xié)議向上級BMS

實時傳遞以上信息，能夠控制單體電芯的電壓均衡性。BCMU：主要是對整組電池的運行信息收集，采集整組電池的各單體信息、總電壓和電流，對電池組出現(xiàn)的異常進行報警和保護；能根據(jù)安全處理規(guī)則的要求對電池組進行保護，確保電池系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，當電池嚴重過壓、欠壓、過流(短路)、漏電(絕緣)等異常故障情況出現(xiàn)時，電池組管理控制模塊控制整組電池的開斷，避免電池被過充、過放和過流；同時

BCMU

根據(jù)各種信息進行綜合判斷，挑選出需要進行均衡維護的單體電池。BAMS：主要作用是收集下級

BCMU

信息，實時對電池剩余容量、健康狀況進行預估，通過

RS-485或Modbus-TCP/IP的方式與外部系統(tǒng)進行通信。1.場區(qū)通信方式-電化學儲能電站儲能EMS系統(tǒng)。儲能電站監(jiān)控和能量管理系統(tǒng)（EMS）是整個儲能系統(tǒng)的能量調度和管理中心，負責收集和管理全部電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、儲能變流器數(shù)據(jù)和電氣設備數(shù)據(jù)，向各個部分發(fā)出控制指令，控制整個儲能系統(tǒng)的運行。儲能電站控制系統(tǒng)采用模塊化、功能集成的設計思想，分為系統(tǒng)層和設備層兩層結構，設備層和系統(tǒng)層之間的通信采用網線或光纖通信，采用星型網絡結構，設備層下行設備通過

RS485

或網線與通信管理機和中心控制器通信，通信管理機通過網絡將非標準化協(xié)議設備數(shù)據(jù)及信息傳送給監(jiān)控主機。1.場區(qū)通信方式光纖熔接盒示意圖。1.場區(qū)通信方式-電化學儲能電站光纖熔接圖。2. 升壓站通信方式大型集中式新能源電站典型計算機監(jiān)控系統(tǒng)圖2.升壓站通信方式2.升壓站通信方式-常規(guī)升壓站站控層設備采用開放式分層分布式網絡結構，設備包括監(jiān)控主機/操作員工作站、工程師工作站、遠動工作站、微機五防工作站、時間同步系統(tǒng)及網絡設備。間隔層設備間隔層設備包括測控裝置、保護裝置、安全自動控制裝置等設備。間隔層設備與現(xiàn)場一次設備采用硬接線。其他裝置通信站控層通過通訊管理裝置與電能計量系統(tǒng)，直流電源、火災報警、無功補償裝置等系統(tǒng)進行通信。2.升壓站通信方式-常規(guī)升壓站新能源電場監(jiān)控系統(tǒng)分為生產控制大區(qū)和管理信息大區(qū)，其中生產控制大區(qū)分為控制區(qū)（安全I區(qū)）和非控制區(qū)（安全II區(qū)）?？刂茀^(qū)業(yè)務系統(tǒng)包括電力數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、廣域相量測量系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)、發(fā)電廠自動監(jiān)控系統(tǒng)等，其使用者為調度員和運行操作人員，數(shù)據(jù)傳輸實時性為毫秒級或秒級，其數(shù)據(jù)通信使用電力調度數(shù)據(jù)網的實時子網。非控制區(qū)業(yè)務系統(tǒng)包括調度自動化系統(tǒng)、故障錄波信息管理系統(tǒng)、電能量計量系統(tǒng)等，其主要使用者分別為調度員、繼電保護人員等，非控制區(qū)的數(shù)據(jù)采集速度是分鐘級或小時級，其數(shù)據(jù)通信使用電力調度數(shù)據(jù)網的非實時子網。管理信息大區(qū)的業(yè)務系統(tǒng)包括調度生產管理系統(tǒng)、行政電話網管系統(tǒng)、電力企業(yè)數(shù)據(jù)網等。智能變電站自動化系統(tǒng)為站控層、間隔層和過程層站控層和間隔層設備采用IEC61850，信息模型統(tǒng)一，可互操作過程層采用合并單元和智能終端，采用網絡采樣和跳閘監(jiān)控系統(tǒng)分為站控層、間隔層，未統(tǒng)一建模，采用多種規(guī)約互感器、一次設備通過電纜硬接線方式，實現(xiàn)模擬量、開關量的信息交換2.升壓站通信方式-智能變電站2.升壓站通信方式-智能變電站

船舶

AIS

基站。在沿岸或海上升壓站制高點架設AIS

基站，能夠接收、識別場區(qū)內及周圍的船舶

AIS

信息，經數(shù)據(jù)解析后將實時數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。結合風電場的構筑物位置信息，構建風場電子圍欄，實現(xiàn)對轄區(qū)船舶的動態(tài)監(jiān)控和管理。VHF

通信基站。在沿岸或海上升壓站制高點架設

VHF

基站，實現(xiàn)對風電場區(qū)內及周圍內船舶的

VHF

語音調度。當外部船只闖入風場預警區(qū)域，系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動遠程喊話，同時支持在后方監(jiān)管中心實現(xiàn)遠程

VHF語音呼叫功能。2.升壓站通信方式-海上升壓站人員安全系統(tǒng)。通過北斗終端、人臉識別和定位手環(huán)等方式，對現(xiàn)場所有作業(yè)人員實時動態(tài)信息進行管控，施工作業(yè)人員安全監(jiān)控系統(tǒng)，人員一旦落水后，系統(tǒng)立即收到報警，實時跟蹤落水人員位置，給出輔助救援路徑，切實保障出海人員的安全。衛(wèi)星通信?？紤]海上升壓站平臺到陸上開關站傳輸通道的可靠性，傳輸路由采用多重冗余設計，采用衛(wèi)星通信通道和微波作為備用傳輸路由。每個海上升壓站平臺設立遠端站，建立衛(wèi)星專用通信網絡作為風電場的備用傳輸通道。本技術要求為海上風電場項目工程電話交換系統(tǒng)、無線通信（VSAT和微波）及應急通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術要求。2.升壓站通信方式-海上升壓站3. 接入系統(tǒng)通信方式大型集中式新能源電站典型計算機監(jiān)控系統(tǒng)圖2.升壓站通信方式3.接入系統(tǒng)通信方式-云南某項目D為例調度關系根據(jù)《云南電網調度管理規(guī)程》，D光伏電站

220kV升壓站建成后由云南省調直接調度。同時遠動信息需傳送至云南省調、云南省調備調、地調和地調備調。光纜架設D光伏電站

220kV

升壓站至

500kV

B變電站的1

回

220kV

新建線路上架設

2

根

48

芯

OPGW

光纜，單根光纜長度為71.4km（線路長度

68km×1.05=71.4km），纖芯類型為

G.652D。3.接入系統(tǒng)通信方式-云南某項目D為例光纖設備配置在D光伏電站

220kV

升壓站配置

1套

STM-16

省干新

B

網光傳輸設備、采用1

路

622Mbit/s速率接入

500kVB變電站。轉接已有的光纖電路將信息傳輸?shù)皆颇鲜≌{、省調備調、地調、地調備調。在D光伏電站

220kV

升壓站配置

1套

B

型保底通信網光傳輸設備，采用1路

10Gbit/s速率接入

500kV

B變電站。轉接已有的光纖電路將信息傳輸?shù)皆颇鲜≌{、省調備調、地調、地調備調。3.接入系統(tǒng)通信方式-云南某項目D為例保護通道組織D光伏電站

220kV

升壓站至B變電站的

220kV

線路配置光纖電流差動保護。主一保護、主二保護通道一采用2M

口傳輸保護信號；采用D光伏電站220kV

升壓站至B變電站的第

1

根

48芯

OPGW

光纜，接保底通信網光傳輸設備。主一保護、主二保護通道二采用2M

口傳輸保護信號；采用D光伏電站220kV

升壓站至B變電站的第

2

根

48芯

OPGW

光纜，接省于新

B

網光傳輸設備。3.接入系統(tǒng)通信方式-云南某項目D為例調度數(shù)據(jù)網3.接入系統(tǒng)通信方式-云南某項目D為例二次安防3.接入系統(tǒng)通信方式-云南某項目D為例通信電源4. 未來展望4.未來展望-集控化新能源電站廠址分散、地處偏僻，一個大型發(fā)電集團基本上一個省配置一個集控中心。優(yōu)化人力資源配置、整合系統(tǒng)資源、提升管理能效。新能源集控建設分為主站建設、子站建設及通道建設。4.未來展望-數(shù)字化數(shù)字孿生，采用3D建模和BIM全息技術，形成光伏發(fā)電廠數(shù)字孿生模型。虛擬現(xiàn)實，運用虛擬現(xiàn)實VR技術，使得人員能夠虛擬漫游、虛擬巡檢。區(qū)塊鏈技術，以去中化的存儲方式代