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網(wǎng)絡(luò)課堂 行業(yè)直播
零碳園區(qū)、源網(wǎng)荷儲微電網(wǎng)項目,設(shè)備類型混雜:光伏逆變器、儲能 PCS/BMS、交直流充電樁、多功能計量電表、負荷控制柜、環(huán)境監(jiān)測終端,不同廠家設(shè)備通信接口、規(guī)約各不相同。很多項目在設(shè)計階段重儲能、光伏主設(shè)備,輕視邊緣通信層,后期出現(xiàn)協(xié)議不兼容、數(shù)據(jù)丟包、多平臺對接困難、網(wǎng)絡(luò)中斷數(shù)據(jù)缺失等問題。

通信網(wǎng)關(guān)作為 “云?邊?端” 中間樞紐,承擔南向多設(shè)備采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣預(yù)處理、北向多系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的工作。本文不從產(chǎn)品參數(shù)切入,聚焦零碳園區(qū) & 微電網(wǎng)項目的通信選型邏輯、評估維度、場景匹配原則,方便方案設(shè)計階段快速做技術(shù)研判。

在做網(wǎng)關(guān)選型前,先識別項目客觀約束,大部分通信問題根源來自前期需求梳理不到位。
設(shè)備異構(gòu)化:不同品牌光伏、儲能、充電樁規(guī)約不一致,存在 Modbus?RTU、Modbus?TCP、DL/T645、IEC104、MQTT、OCPP 等多種協(xié)議混合使用,部分設(shè)備還有私有規(guī)約。
多平臺同時對接:現(xiàn)場數(shù)據(jù),往往需要同時對接本地 EMS 微網(wǎng)管理系統(tǒng)、園區(qū)能耗平臺、上級監(jiān)管平臺,部分場景還需要對接電網(wǎng)調(diào)度,需要網(wǎng)關(guān)支持多主站并發(fā)上送。
網(wǎng)絡(luò)鏈路不穩(wěn)定:屋頂光伏、室外充電樁點位分散,有線布線困難,4G 無線鏈路會出現(xiàn)短時斷網(wǎng);一旦斷網(wǎng),電量、儲能運行、告警事件不能丟失,對本地存儲、斷點續(xù)傳有明確要求。
現(xiàn)場工況復(fù)雜:儲能艙、配電間電磁干擾強,部分設(shè)備部署在戶外,對設(shè)備溫區(qū)、EMC 電磁防護等級有工業(yè)級要求。
需求區(qū)分:僅做數(shù)據(jù)監(jiān)測,還是需要邊緣邏輯運算
僅做采集上云:側(cè)重協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā);
需要邊緣側(cè)閾值告警、虛擬測點運算、簡單聯(lián)動:需要網(wǎng)關(guān)具備邊緣計算、虛擬設(shè)備功能。
注意:微網(wǎng)并網(wǎng)的實時控制、并離網(wǎng)策略邏輯,一般由專業(yè)微網(wǎng)控制器完成,普通通信網(wǎng)關(guān)不承擔核心調(diào)度控制任務(wù),網(wǎng)關(guān)主要負責(zé)數(shù)據(jù)采集、規(guī)約轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)發(fā),不要把通信網(wǎng)關(guān)等同于微網(wǎng)控制器深圳市中電...。
梳理現(xiàn)場設(shè)備是 RS?485 串口還是以太網(wǎng)網(wǎng)口,統(tǒng)計串口設(shè)備數(shù)量。
若大量 RS?485 儀表、逆變器,優(yōu)先選擇多路相互獨立隔離串口的網(wǎng)關(guān);多路串口共用一組參數(shù),不同波特率設(shè)備無法混接,后期調(diào)試麻煩。
點位分散、布線難度大:優(yōu)先考慮支持 LoRa、4G 無線拓展的機型;LoRa 適合園區(qū)內(nèi)部局域無線匯聚,不能直接跨站點回云,跨地域回傳需要搭配 4G 鏈路。
工程經(jīng)驗:硬件接入容量建議預(yù)留20?30% 余量,不要剛好卡滿標稱最大接入數(shù)量,總線上設(shè)備異常會占用總線負載。
核對項目設(shè)備清單,確認網(wǎng)關(guān)原生支持項目用到的規(guī)約:Modbus RTU/TCP、DL/T645、IEC104、MQTT?JSON 是零碳園區(qū)高頻規(guī)約。遇到設(shè)備私有協(xié)議,確認廠家是否支持規(guī)約定制開發(fā),避免后期設(shè)備無法接入。
針對 4G 無線、網(wǎng)絡(luò)波動場景,需要具備本地固態(tài)存儲,可保存電量數(shù)據(jù)、告警事件、運行曲線。
客觀認知:斷點續(xù)傳只能處理短時網(wǎng)絡(luò)中斷;如果斷網(wǎng)時長超出存儲容量,依舊會產(chǎn)生數(shù)據(jù)缺口,不能把斷點續(xù)傳當作解決所有丟數(shù)問題的萬能方案。
零碳園區(qū)常見需求:電?碳折算、功率差值計算、越限告警、合成虛擬測點。
僅做簡單數(shù)據(jù)運算:網(wǎng)關(guān)自帶虛擬設(shè)備、算術(shù)邏輯運算即可滿足;
涉及儲能充放電、并離網(wǎng)等閉環(huán)調(diào)度邏輯,不能依靠普通網(wǎng)關(guān),需要交由微網(wǎng)控制器處理。
很多零碳項目需要同時向 EMS、能耗平臺、監(jiān)管平臺多套系統(tǒng)推送數(shù)據(jù)。需要確認網(wǎng)關(guān)支持幾路并發(fā)上送,是否支持不同規(guī)約分別向多個主站輸出。
能源項目涉及電量、儲能運行敏感數(shù)據(jù),優(yōu)先看是否具備加密傳輸、VPN 隧道、防火墻、訪問白名單;同時關(guān)注遠程運維能力:遠程配置、遠程升級、Web 頁面管理,減少分散點位現(xiàn)場出差。
儲能艙、配電間、戶外機柜,需要關(guān)注工作溫度范圍、EMC 電磁兼容等級;不建議直接使用普通商用級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
說明:下表為選型方法,同時列出 CET 中電技術(shù) iSmartGate 系列硬件作為可參考的硬件樣本,選型不局限該品牌,僅作為工程參考,正式項目需要核對規(guī)約、IO、現(xiàn)場工況。
| 項目規(guī)模與特征 | 典型設(shè)備構(gòu)成 | 選型關(guān)鍵要求 | 可參考硬件樣本(CET iSmartGate 系列) |
|---|---|---|---|
| 小型零碳試點、小型光儲微網(wǎng),點位少,分散末端(箱變、屋頂光伏) | 少量逆變器、儲能、電表,以監(jiān)測為主 | 小體積導(dǎo)軌安裝;支持 4G/LoRa;2?3 個平臺上送;基礎(chǔ)邊緣運算 | iSmartGate?SE,緊湊型 2P 導(dǎo)軌網(wǎng)關(guān),適合點位少、控制柜空間狹小的末端采集場景 |
| 中小型工業(yè)園區(qū)零碳,源網(wǎng)荷儲充,中等點位規(guī)模 | 多臺光伏逆變器、儲能 PCS、充電樁、大量計量電表 | 多路獨立 RS?485;邊緣虛擬測點運算;多主站并發(fā);本地存儲;遠程運維 | iSmartGate1 /iSmartGate2S,適合園區(qū)分區(qū)部署,分區(qū)做數(shù)據(jù)匯聚,支持多平臺同時上傳 |
| 中大型產(chǎn)業(yè)零碳園區(qū),多分區(qū)、大量源荷儲設(shè)備,部分調(diào)度對接需求 | 整園光伏儲能、大量充電樁、多配電房,需要對接 EMS 與上級監(jiān)管平臺 | 多串口多網(wǎng)口;可支持光口拓展;更大接入容量;VPN 加密,高穩(wěn)定性 | iSmartGate3S /iSmartGate8,適合分區(qū)匯聚或者集中匯聚,接口資源豐富,適配大規(guī)模源網(wǎng)荷儲數(shù)據(jù)采集 |
補充說明:
如果項目上千測點,需要廠站級規(guī)約匯聚,則考慮通信網(wǎng)關(guān)機類產(chǎn)品;
如果項目需要大量 DI/DO 模擬量采集、就地設(shè)備聯(lián)鎖控制,則優(yōu)先考慮 RTU 遠程終端單元;
單純 RS?485 儀表入網(wǎng),不需要復(fù)雜邊緣邏輯,可以選用串口服務(wù)器。
網(wǎng)關(guān)≠微網(wǎng)控制器,職責(zé)要分清通信網(wǎng)關(guān)負責(zé)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、簡單邊緣計算;儲能充放電策略、并離網(wǎng)切換、功率調(diào)度這類閉環(huán)控制邏輯,應(yīng)當交給專業(yè)微網(wǎng)控制器完成,不要把調(diào)度控制需求交由普通網(wǎng)關(guān)承擔深圳市中電...。
無線通信不能理想化設(shè)計LoRa 用于園區(qū)站點內(nèi)部終端匯聚;4G 用于向遠端平臺回傳;重要能源監(jiān)測點,條件允許建議預(yù)留有線鏈路作為備份。
規(guī)約清單前置,不要到現(xiàn)場才調(diào)試方案設(shè)計階段整理完整南向設(shè)備型號、協(xié)議版本、寄存器清單,提前和網(wǎng)關(guān)廠家確認兼容性;私有規(guī)約提前評估定制開發(fā)周期,避免項目現(xiàn)場才發(fā)現(xiàn)設(shè)備無法接入。
A:不是強制。如果所有運算、告警全部放在 EMS / 云端平臺,網(wǎng)關(guān)只做透傳轉(zhuǎn)發(fā),不需要復(fù)雜邊緣計算;如果需要本地做電碳折算、越限告警,降低云端帶寬壓力,則建議選擇帶虛擬設(shè)備、邏輯運算的網(wǎng)關(guān)。
A:僅應(yīng)對短時網(wǎng)絡(luò)中斷。長時間斷網(wǎng),本地存儲容量耗盡,依舊會丟失數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)鏈路層面依舊要盡可能做鏈路優(yōu)化,不能過度依賴存儲補傳功能。
A:兩種方案都可行。設(shè)備分散、跨多個配電間,優(yōu)先分區(qū)部署小型網(wǎng)關(guān),分區(qū)采集再匯總;設(shè)備集中在一個機房,可以采用一臺高性能網(wǎng)關(guān)集中匯聚。
A:優(yōu)先確認調(diào)度側(cè)規(guī)約要求(如 IEC104),核對網(wǎng)關(guān)北向規(guī)約兼容性,同時評估網(wǎng)絡(luò)安全、加密、隔離相關(guān)要求,嚴格遵循當?shù)卣{(diào)度接入技術(shù)規(guī)范。
A:LoRa 適合園區(qū)內(nèi)部,屋頂光伏、充電樁、傳感器之間局域無線采集;4G 用于把匯總后的數(shù)據(jù)回傳到異地 EMS、監(jiān)管云平臺;二者可以組合搭配使用。
免責(zé)聲明:本文僅為行業(yè)選型技術(shù)參考,不替代正式項目方案設(shè)計,實際項目需要結(jié)合設(shè)備清單、規(guī)約、現(xiàn)場工況、接入規(guī)范完成設(shè)備配置核對。
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