1、電力通信技術在光伏電站中的應用摘要：隨光伏電站中廣泛應用各種通信技術，全面分析了工業以太網技術、電力線載波通信技術、現場總線技術、以太網無源光網絡技術、ZigBee技術各自的特點及其在光伏電站通信中的應用場合與對應的優劣。在此基礎上，提出分別適用于大型光伏電站和分布式光伏電站的整體通信系統架構。關鍵詞：電力通信技術；光伏電站；應用中圖分類號：187 文獻標識碼：A引言隨著社會的發展，能源短缺及環境污染問題逐漸凸顯，能源安全已經成為世界各國最為關注的問題之一。光伏發電是目前太陽能資源開發的重要形式，而且已經實現了產業化，在很多國家已經建立了光伏發電站，取得了很好的發電效果和經濟效益，并且通過供電

2、網絡實現了電能的傳輸。隨著光伏發電技術的不斷發展，光伏電站生產的電能越來越多，如何解決配電網的通信問題，是影響光伏發電技術發展的關鍵。1、光伏電站中通信技術及特點大型并網光伏電站和分布式光伏電站由于裝機規模、接入電網的地點、安裝方式等不同，對通信網絡有不同的要求，需要分別考慮。大型并網光伏電站裝機規模大、占地面積廣，所以要求通信網絡的數據流量大、傳輸距離遠、數據傳輸可靠性高；分布式光伏電站裝機規模適中、往往安裝在屋頂或建筑外墻上，所以要求通信網絡數據流量和傳輸距離要求一般，但要求通信裝置安裝維護方便，環境適應性強。這兩種光伏電站各個環節中應用到的通信技術有工業以太網技術、電力線載波通信技術、工

3、業現場總線技術、EPON技術以及ZigBee無線通信技術。1.1、工業以太網技術工業以太網技術是基于IEEE802.3（Ethernet）標準的堅強可靠的局域網絡技術。工業以太網相比于一般以太網，增強了其系統響應的實時性、網絡傳輸的確定性、應對干擾的可靠性，所以能夠勝任工業現場惡劣環境下的數據傳輸任務。工業以太網的傳輸介質包括加固雙絞線、同軸電纜、單模/多模光纖，能夠比較容易達到1000Mbit/s的傳輸速率，完全能夠勝任光伏電站的通信數據流量。對于大型并網光伏電站來說，采用光纖作為傳輸介質，利用光纖傳輸距離遠的特點，可以較好的覆蓋整個光伏電站。所以大型光伏電站中，采用工業以太網技術建設光纖網

4、絡作為通信的主干網絡，可以滿足光伏電站對上與電網通信、對下監控現場控制器的要求。對于分布式光伏電站，由于其規模較小、通信數據流量較低，專門建設一套工業以太網的主干網絡顯得浪費通信資源了。1.2、工業現場總線技術工業現場總線包括MODBUS、CAN、LonWorks、Profibus、HART等，用于工業現場設備與上級控制系統之間的指令發送和信息交互。由于采用總線結構，所以布線簡單、安裝方便。相比于RS485總線，工業現場總線傳輸距離更長、能夠容納的節點更多、傳輸的可靠性更高、實時性更好，更加能夠適應光伏電站的工作環境，是當前光伏電站內部數據通信的主流技術方案。眾多工業現場總線中，以MODBUS

5、和CAN總線應用最多。MODBUS協議是開放的免費協議，支持各種電氣接口，可以應用于串口、以太網以及其他支持互聯網協議的網絡中。MODBUS協議容納的節點多，數據幀格式緊湊，非常適合光伏電站中裝置單元數量較多、每個單元傳輸數據量較小的實際情況。CAN總線是國際上應用最多的現場總線之一。CAN網絡內能夠容納的節點個數在理論上是不受限制的。各個節點用不同的優先級屬性，保證數據傳輸的順暢和實時性，傳輸距離最遠可達10km（速率低于5kbit/s），速率最大可達1Mbit/s（通信距離小于40m）。CAN總線以其優越的傳輸性能，成為光伏電站內部數據通信的重要選擇方式。2、光伏站配電網中通信技術的應用2

6、.1、光伏站內配電網絡需求分析光伏發電站是目前新能源技術應用的一個創新，同傳統能源發電不同的是，光伏發電站的發電原材料是太陽能，因此最大限度的收集太陽能是提高發電量的關鍵。而且目前光伏發電站的發電設備主要是光伏電池板，所以說光伏發電站具有占地面積大、發電設備數量多的特點，如圖1是某光伏發電站。光伏發電站的這一特點，使得其內部網絡配電網絡的穩定性、安全性大大降低，也多其配電網絡通信提出了更高的要求。（1） 光伏發電站的設備分布區域大，這也使得電能的監控難度增大，如果僅僅依靠人工來對光伏站內的配電網絡進行監控，不僅工作量巨大，而且取得的監控效果也不會很好，所以必須通過計算機通信技術實現智能化的監控

7、。對于光伏發電站來說，由于每一個太陽能電池板相當于一個節點，因此采用無線通信技術能夠實現對每個太陽能電池組的監控，從而有利于故障的發現和排除。（2） 光伏發電的轉換率比較低，因此在配電網絡的通信傳輸中，要充分考慮到功耗，要盡可能降低數據通信產生的消耗。2.2、光伏電站無線監控系統2003ZigBee標準，可以監控系統太陽能模塊、太陽能模塊串和逆變器。在無線監控系統的幫助下，每個太陽能模塊的狀態都是可以輕松獲取，及時發現可能出現故障或異常狀態的部分，給光伏系統的故障診斷和日常維護提供技術支撐。圖1光伏電站的數據采集系統2.3、光伏站內配電網中計算機通信技術的應用根據上文需求分析，光伏站內的發電設

8、備分布區域廣，要實現全區域的控制、信息收集、信息查詢功能等，因此光伏站內的配電網通信采用無線通信技術，不僅能夠降低成本和功耗，而且能夠實現節點控制，使信息采集、控制更加精細化。在整個區域設置網絡中心節點、協調器以及無線終端，從而實現無線網絡組建。其中網絡中心節點負責收集各個節點的信息并發送控制指令；協調器不僅可以作為網絡的一個節點，而且可以在兩個節點間實現信息的傳遞；網絡終端節點則主要是對太陽能發電設備進行監控，并通過協調器發送相應的狀態信息。其中協調器、網絡中斷節點都可以對電池組進行控制和監控。2.4、光伏站外配電網中計算機通信技術的應用對于光伏站外的配電網絡的信息傳遞，可采用光纖通信技術。

9、這種技術具有數據傳輸量大、誤碼率低的特點，適合復雜的配電網絡，能夠提高配電的穩定性，其中AON技術是先進的光纖通信技術，其不對信息進行處理，所以是透明性極強的網絡。這種光纖通信技術且具有開放性、兼容性強的特點，能夠兼容頻率、制式不同的信號，這就是為各個光伏電站信號傳遞提供了方便，不至于出現信號制式不同而不能使用同一傳輸通道的問題。結束語本文在分析各種通信技術的優劣及適用的光伏電站類型基礎上，提出適用于大型光伏電站的有線數據采集與監控系統和適用于分布式光伏電站的無線監控系統。參考文獻：1 郝榕,陳昆燦.大型集中式光伏電站接入電網設計研究J.國網技術學院學報,2016,19(03):5-8.2 梁曉麗.面向能源互聯網的電力線通信技術研究D.華北電力大學(