導讀：隨著國內光伏產業(yè)的迅猛發(fā)展，大規(guī)模的光伏發(fā)電站項目在國內開始陸續(xù)建設并投入使用。為了解決實時監(jiān)測了解電站的運行狀況，滿足上一級系統(tǒng)或電網調度系統(tǒng)的監(jiān)控需求，是我們首先要解決的問題。光伏電站中涉及到的監(jiān)控設備種類較多，包括光伏系統(tǒng)相關的光伏組串、巡日裝置、匯流裝置、逆變器、環(huán)境檢測儀；安防裝置（監(jiān)控探頭、避雷器、報警裝置等）、集量裝置（電量/電壓/電能質量相關計量儀器）、保護裝置（高壓開關、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備提供，主要從本廠逆變器出發(fā)，對電站運行的一些參數(shù)進行監(jiān)測，難以或不能直接控制逆變器的運行狀態(tài)，亦無法獲取電站中的其他設備的信息及控制這些設備，更無法滿足電網調度系統(tǒng)對電站的實時監(jiān)測要求
環(huán)境要求：
由于光伏發(fā)電站所處的環(huán)境非常惡劣，對于光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸設備（工業(yè)以太網交換機）的性能要求相當?shù)目量獭?/p>
◆自愈冗余保護功能
怎么建立一套可靠的、不間斷的通信網絡，成為我們必須面對的挑戰(zhàn)。近年隨著工業(yè)以太網的快速發(fā)展，網絡冗余技術在電力自動化系統(tǒng)中得到廣泛的運用，SC-Ring環(huán)網冗余算法的無主站架構及其自愈時間＜20ms,很好保證了網絡的可靠性。
◆強電磁干擾
由于光伏發(fā)電站的一些設備會產生一個很強的電磁場，這就對通信網絡的傳輸設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，將導致數(shù)據(jù)通信不正常甚至是無法通信。
◆極端的溫度差
光伏發(fā)電現(xiàn)場環(huán)境是相當?shù)膼毫?，不僅僅是要受風雨的侵蝕，而且受到極端溫度的煎熬。這就要求相應的設備必須能夠在-40—85°C的溫度范圍內可靠的工作。
◆長距離傳輸
由于雙絞線只能用作短距離的以太網連接，使得傳輸受到限制。對于光伏發(fā)電這個行業(yè)，往往需要長距離的傳輸，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的干擾，傳輸距離遠，高帶寬，在光伏發(fā)電行業(yè)得到了普遍的運用。而工業(yè)以太網交換機作為其中的傳輸設備，相應的需要提供豐富的光纖端口。
◆強大的擴展性
工業(yè)以太網交換機需要具有很強的擴展性，來滿足系統(tǒng)的擴建。因此，工業(yè)以太網交換機需要采用模塊化設計，用戶可以靈活的選擇傳輸介質，而且利于實現(xiàn)將來的升級和擴展。
解決方案：
賽康工業(yè)以太網交換機在光伏發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案采用三層式架構，分別是數(shù)據(jù)采集層、網絡傳輸層、中心監(jiān)控層。此方案采用SC-Ring私有環(huán)實現(xiàn)前端設備冗余，以及使用匯聚層交換機端口匯聚實現(xiàn)上行電站控制層的鏈路冗余。核心機房采用機架式工業(yè)以太網交換機組成，匯聚多個環(huán)網數(shù)據(jù)流量，上行傳至通信管理機進行協(xié)議轉換解析數(shù)據(jù)。每個戶外房由多個卡軌式環(huán)網交換機組成，每個環(huán)網通過物理隔離提高網絡的安全性，環(huán)網交換機啟用SC-Ring快速環(huán)網冗余協(xié)議，保障了網絡的故障快速切換，在環(huán)網中啟用交換機的VLAN虛擬局域網功能，將電力SCADA、環(huán)境檢測儀、逆變器直流配電柜、匯流箱和視頻等業(yè)務隔離，防止廣播風暴產生影響其他業(yè)務，并開啟交換機各業(yè)務接入端口的廣播風暴抑制功能，可以實現(xiàn)網絡中”有效數(shù)據(jù)傳輸，無效數(shù)據(jù)隔離“的功能，提高網絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。同時采用Qos服務質量功能，根據(jù)不同的業(yè)務級別對交換機的接入端口進行帶寬分配。
系統(tǒng)拓撲圖：
此系統(tǒng)采用了三層架構，分別是數(shù)據(jù)采集層、網絡傳輸層、中心監(jiān)控層。此方案實現(xiàn)了站控層的雙系統(tǒng)備份，并且采用SC-Ring歡實現(xiàn)前端冗余，以及使用端口聚合實現(xiàn)上行至站控層的鏈路冗余。30個逆變室中的間隔層設備的監(jiān)控數(shù)據(jù)通過串口服務器江485信號轉換成以太網數(shù)據(jù)，用兩條鏈路接到工業(yè)級環(huán)網交換機然后分別接入?yún)R聚層交換機，以達到上行駛站控層的鏈路冗余。并將它的2個光口進行端口聚合，來對應1#和2#逆變室的端口聚合，并將站控層的操作工作站、工程師站等一些設備接入。
