安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著“雙碳”目標的加快推進，企業(yè)光伏儲能電站成為實現(xiàn)綠色能源轉型的重要路徑。然而，多種能量流（光伏、儲能、負荷、電網(wǎng)）并存下，能源數(shù)據(jù)的采集、有效上傳、實時控制成為系統(tǒng)能效提升與安全運行的關鍵環(huán)節(jié)。本文基于安科瑞ANET2E4SM分體式通信管理機的核心功能與架構，探討其在企業(yè)光伏儲能電站中的實際應用價值與技術優(yōu)勢，為用戶提供一種靈活、穩(wěn)定的通信解決方案。

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1. 背景與現(xiàn)狀

當前企業(yè)級光伏儲能系統(tǒng)中，往往包括多類設備：光伏逆變器、儲能變流器（PCS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、電能表、環(huán)境監(jiān)測設備等。上述設備涉及多規(guī)約、不同通信接口（RS485、CAN、ModbusTCP等），對系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)與統(tǒng)一管理帶來巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)集中式通信架構已難以滿足日益復雜的系統(tǒng)聯(lián)接需求，亟需模塊化、靈活部署的通信調(diào)度中樞。

2. 數(shù)據(jù)采集難點

在光儲充一體化充電站中，數(shù)據(jù)采集是實現(xiàn)能效管理、運營調(diào)度、安全控制與輔助服務的基礎。但由于系統(tǒng)結構復雜、設備多樣、場景分散等因素，數(shù)據(jù)采集面臨諸多技術與工程難題。以下是常見的核心難點分析：

2.1 設備種類繁多，通信規(guī)約不統(tǒng)一

光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、直流快充樁、充電模塊、環(huán)境監(jiān)測儀、電能表、消防設備等設備廠商各異；

不同設備采用不同通信規(guī)約：如ModbusRTU、ModbusTCP、DL/T645、IEC104、CAN等；

不同設備通信接口也不同：RS485、RS232、以太網(wǎng)、CAN、4G、WiFi等混用；

缺乏統(tǒng)一采集接口，導致數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整合成本高、配置復雜。

2.2 站點分散、布線難度大

光伏組件在屋頂、儲能電池在室外機柜，充電樁布置在停車區(qū)，物理距離長；

通信線路布設長、繞行多、穿墻穿管多，施工難、成本高；

無線通訊可能因干擾、電磁屏蔽、信號阻斷等問題穩(wěn)定性差；

多站點項目如“充電站+微電網(wǎng)+廠區(qū)”更需跨區(qū)域采集系統(tǒng)支持。

2.3 高頻數(shù)據(jù)與低頻數(shù)據(jù)混合，帶寬與存儲壓力大

充電樁、電池系統(tǒng)、PCS等設備需要秒級采樣以實現(xiàn)告警、調(diào)度和峰谷套利；

光伏、環(huán)境監(jiān)測、電表等則以分鐘級/小時級采樣為主；

不同采樣頻率、數(shù)據(jù)精度與上傳機制需合理分配采集器帶寬、網(wǎng)關處理能力與平臺存儲容量；

否則會導致采集延遲、數(shù)據(jù)丟包或平臺宕機等問題。

2.4 邊緣計算與本地判斷能力不足

部分傳統(tǒng)采集設備僅具備“被動采集+上傳”能力；

無法在本地實現(xiàn)超限判斷、斷線報警、聯(lián)動控制、虛擬設備邏輯組網(wǎng)等邊緣智能；

在與EMS、調(diào)度平臺失聯(lián)時無法執(zhí)行應急控制策略，降低系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性。

2.5 采集數(shù)據(jù)不全或“失真”

部分關鍵設備未安裝表計或傳感器，存在“能耗盲區(qū)”；

一些設備上傳數(shù)據(jù)不標準（如負值、缺值、零點漂移）或未經(jīng)校準，易引起監(jiān)測誤判；

不同數(shù)據(jù)時間戳不一致，存在“數(shù)據(jù)錯位”，導致調(diào)度邏輯失效或收益分析偏差；

數(shù)據(jù)不全還會影響碳排放統(tǒng)計、電價預測、負荷建模等高階應用。

2.6 采集系統(tǒng)擴展難、升級難、運維難

原有系統(tǒng)往往為“固定采集—固定設備—固定協(xié)議”模式；

若后期擴充儲能、換充電樁、換逆變器，則需重新布線或更換采集模塊；

設備故障難以定位，數(shù)據(jù)異常難以追溯，整體運維效率低；

缺乏統(tǒng)一平臺，導致平臺切換、系統(tǒng)整合、人力維護負擔大。

光儲充電站的數(shù)據(jù)采集難點，集中在“設備異構、布線困難、規(guī)約多樣、智能不足、系統(tǒng)割裂”五大方向。

要解決這些問題，需要部署具備以下能力的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或通信管理方案：

多規(guī)約兼容、多端口接入、模塊化擴展；支持邊緣計算與虛擬設備；可對接多平臺，具備數(shù)據(jù)轉發(fā)與加密；易維護、可遠程配置與升級；與能源管理系統(tǒng)聯(lián)動，支持策略閉環(huán)。

3. 分體式通信管理機

本系列智能通信管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行 網(wǎng)絡接口，用于將一個目標區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實時上傳主站系統(tǒng)，完 成遙信、遙測等能源數(shù)據(jù)采集功能。 同時，本系列智能通信管理機支持接收上級主站系統(tǒng)下達的命令，并轉發(fā)給目標區(qū)域內(nèi)的智能系列單元， 完成對廠站內(nèi)各開關設備的分、合閘遠方控制或裝置的參數(shù)整定，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達到遠動輸出調(diào) 度命令的目標。 本系列智能通信管理機提供豐富的規(guī)約庫支持，實現(xiàn)不同二次設備供應商的智能設備互聯(lián)。作為自動化 系統(tǒng)網(wǎng)絡與監(jiān)測設備之間的通信接口設備，本系列智能通信管理機實現(xiàn)了規(guī)約轉換、接口匹配、數(shù)據(jù)轉換等 三項功能。 本系列智能通信管理機提供 RS485 通信端口，每個端口最多可帶 32 臺儀表設備（對于低壓綜合保護建議 每個端口掛接不超過 4 個）；可根據(jù)儀表設備的通信波特率、通信線路長度及客戶對通信數(shù)據(jù)的刷新速度要 求最終決定每個通信端口所帶的設備數(shù)量。 本系列智能通信管理機實時并行多任務處理與第三方設備的訪問及上位系統(tǒng)的連接通信，支持軟件組態(tài)。 通過專門的配置管理軟件，可為不同通道掛載設備選擇不同的通信協(xié)議，并可通過更改配置文件來改變通信 管理機所連接儀表設備的數(shù)量及數(shù)據(jù)信息，而不需更改軟件程序。 

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3.1 型號說明

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3.2 技術參數(shù)

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3.3 設備特點

安科瑞ANET2E4SM是一款模塊化分體式通信管理機，具備：

2個以太網(wǎng)口（支持主站通信、上云）；

4路RS485串口（光耦隔離，適應高干擾環(huán)境）；

模塊化擴展能力（支持M485/CAN/4G/MBUS等多種子模塊）；

兼容Modbus、DLT645、IEC104等主流規(guī)約；

支持邊緣計算、虛擬設備、多規(guī)約轉換與遠程維護。

其采用嵌入式ARM平臺，具備低功耗、強兼容、安裝簡便（35mm導軌式）等特點，尤其適用于分布廣、結構復雜的企業(yè)光儲系統(tǒng)通信場景。

 3.4 設備規(guī)格

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 3.5 組網(wǎng)架構

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4. 分體式網(wǎng)關的應用價值

4.1 多規(guī)約接入，打通設備通信壁壘 

在實際電站中，光伏逆變器和儲能PCS往往由不同廠家提供，通信規(guī)約各異。ANET2E4SM通過內(nèi)置豐富規(guī)約庫，實現(xiàn)：

光伏側ModbusRTU接入；

儲能側支持CAN或RS485接口的BMS/PCS通信；

配電系統(tǒng)中智能表計、消防電源監(jiān)測等設備一并集成。

4.2 分布式接入與數(shù)據(jù)匯總 

模塊化設計允許用戶將通信管理機部署于不同區(qū)域，如屋頂光伏、機房儲能、廠區(qū)充電樁處。通過局域網(wǎng)將各ANET2E4SM設備連接至EMS平臺，實現(xiàn)分布采集、集中管理。

4.3 邊緣計算能力，減輕平臺負載

ANET2E4SM支持本地數(shù)據(jù)篩選、越限判斷、斷線判斷與虛擬設備求和運算，可在現(xiàn)場預處理數(shù)據(jù)后再上傳，降低后臺平臺壓力，提高響應速度。

例如：系統(tǒng)可在現(xiàn)場判斷電池SOC異常、PCS狀態(tài)漂移等，并實時觸發(fā)告警或啟用備用策略。

4.4 支持轉發(fā)與多主站對接

光儲系統(tǒng)中可能存在EMS平臺、消防監(jiān)控平臺、電網(wǎng)對接系統(tǒng)。ANET2E4SM支持數(shù)據(jù)多路徑轉發(fā)，可將同一設備數(shù)據(jù)同時推送至多個主站，避免重復接線與數(shù)據(jù)割裂。

6. 結語

ANET-2E4SM分體式通信管理機作為光伏儲能場站的“數(shù)據(jù)調(diào)度核心”，通過統(tǒng)一規(guī)約管理、邊緣智能處理、模塊化部署等手段，助力企業(yè)實現(xiàn)設備互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通，是當前光儲項目智能化升級不可或缺的關鍵設備。隨著光儲融合場景不斷豐富，其價值將更加凸顯。