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賽康工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在光伏發(fā)電項(xiàng)目中的應(yīng)用

2019-01-26 11:40 媒體投稿

導(dǎo)讀:隨著國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,大規(guī)模的光伏發(fā)電站項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)開(kāi)始陸續(xù)建設(shè)并投入使用。為了解決實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了解電站的運(yùn)行狀況,滿(mǎn)足上一級(jí)系統(tǒng)或電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控需求,是我們首先要解決的問(wèn)題。光伏電站中涉及到的監(jiān)控設(shè)備種類(lèi)較多,包括光伏系統(tǒng)相關(guān)的光伏組串、巡日裝置、匯流裝置、逆變器、環(huán)境檢測(cè)儀;安防裝置(監(jiān)控探頭、避雷器、報(bào)警裝置等)、集量裝置(電量/電壓/電能質(zhì)量相關(guān)計(jì)量?jī)x器)、保護(hù)裝置(高壓開(kāi)關(guān)、直流接地)等。光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)主要由逆變器廠商隨設(shè)備提供,主要從本廠逆變器出發(fā),對(duì)電站運(yùn)行的一些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),難以或不能直接控制逆變器的運(yùn)行狀態(tài),亦無(wú)法獲取電站中的其他設(shè)備的信息及控制這些設(shè)備,更無(wú)法滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)電站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求

環(huán)境要求:

由于光伏發(fā)電站所處的環(huán)境非常惡劣,對(duì)于光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸設(shè)備(工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī))的性能要求相當(dāng)?shù)目量獭?/p>

自愈冗余保護(hù)功能

怎么建立一套可靠的、不間斷的通信網(wǎng)絡(luò),成為我們必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。近年隨著工業(yè)以太網(wǎng)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中得到廣泛的運(yùn)用,SC-Ring環(huán)網(wǎng)冗余算法的無(wú)主站架構(gòu)及其自愈時(shí)間<20ms,很好保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

強(qiáng)電磁干擾

由于光伏發(fā)電站的一些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的電磁場(chǎng),這就對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸設(shè)備在電磁兼容性方面提出很高的要求。如果電磁兼容性不好的話,將導(dǎo)致數(shù)據(jù)通信不正常甚至是無(wú)法通信。

極端的溫度差

光伏發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境是相當(dāng)?shù)膼毫樱粌H僅是要受風(fēng)雨的侵蝕,而且受到極端溫度的煎熬。這就要求相應(yīng)的設(shè)備必須能夠在-40—85°C的溫度范圍內(nèi)可靠的工作。

長(zhǎng)距離傳輸

由于雙絞線只能用作短距離的以太網(wǎng)連接,使得傳輸受到限制。對(duì)于光伏發(fā)電這個(gè)行業(yè),往往需要長(zhǎng)距離的傳輸,因此光傳輸就是必要的。

豐富的光纖端口

由于光纖基本不受電磁場(chǎng)的干擾,傳輸距離遠(yuǎn),高帶寬,在光伏發(fā)電行業(yè)得到了普遍的運(yùn)用。而工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)作為其中的傳輸設(shè)備,相應(yīng)的需要提供豐富的光纖端口。

強(qiáng)大的擴(kuò)展性

工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)需要具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性,來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)的擴(kuò)建。因此,工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)需要采用模塊化設(shè)計(jì),用戶(hù)可以靈活的選擇傳輸介質(zhì),而且利于實(shí)現(xiàn)將來(lái)的升級(jí)和擴(kuò)展。

解決方案:

賽康工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在光伏發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案采用三層式架構(gòu),分別是數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、中心監(jiān)控層。此方案采用SC-Ring私有環(huán)實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備冗余,以及使用匯聚層交換機(jī)端口匯聚實(shí)現(xiàn)上行電站控制層的鏈路冗余。核心機(jī)房采用機(jī)架式工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成,匯聚多個(gè)環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,上行傳至通信管理機(jī)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換解析數(shù)據(jù)。每個(gè)戶(hù)外房由多個(gè)卡軌式環(huán)網(wǎng)交換機(jī)組成,每個(gè)環(huán)網(wǎng)通過(guò)物理隔離提高網(wǎng)絡(luò)的安全性,環(huán)網(wǎng)交換機(jī)啟用SC-Ring快速環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議,保障了網(wǎng)絡(luò)的故障快速切換,在環(huán)網(wǎng)中啟用交換機(jī)的VLAN虛擬局域網(wǎng)功能,將電力SCADA、環(huán)境檢測(cè)儀、逆變器直流配電柜、匯流箱和視頻等業(yè)務(wù)隔離,防止廣播風(fēng)暴產(chǎn)生影響其他業(yè)務(wù),并開(kāi)啟交換機(jī)各業(yè)務(wù)接入端口的廣播風(fēng)暴抑制功能,可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中”有效數(shù)據(jù)傳輸,無(wú)效數(shù)據(jù)隔離“的功能,提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。同時(shí)采用Qos服務(wù)質(zhì)量功能,根據(jù)不同的業(yè)務(wù)級(jí)別對(duì)交換機(jī)的接入端口進(jìn)行帶寬分配。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D:

 

此系統(tǒng)采用了三層架構(gòu),分別是數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、中心監(jiān)控層。此方案實(shí)現(xiàn)了站控層的雙系統(tǒng)備份,并且采用SC-Ring歡實(shí)現(xiàn)前端冗余,以及使用端口聚合實(shí)現(xiàn)上行至站控層的鏈路冗余。30個(gè)逆變室中的間隔層設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)串口服務(wù)器江485信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)數(shù)據(jù),用兩條鏈路接到工業(yè)級(jí)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)然后分別接入?yún)R聚層交換機(jī),以達(dá)到上行駛站控層的鏈路冗余。并將它的2個(gè)光口進(jìn)行端口聚合,來(lái)對(duì)應(yīng)1#和2#逆變室的端口聚合,并將站控層的操作工作站、工程師站等一些設(shè)備接入。