黄杨+张明昭

【摘要】 随着国家对光伏发电的大力支持和鼓励，现在的中小光伏电站以及分布式光伏电站越来越多。本文分析了主流的电站通信接入方案，以及目前配网通信建设方案，再结合国家电网相关政策的技术规定，对各类光伏电站通信接入的主流技术方案及建设趋势进行了总结及研究。

【关键词】 中小光伏 分布式光伏 通信接入 光伏政策

一、概述

电力通信系统为电力系统正常运行提供全面的支撑，如调度和站用内线电话，2M及光纤通信等。其主要作用是为保护、自动化等设备提供优质可用的通道，供站与站之间的设备进行通信，并将站内信号上传到局端。

所有的发电以及受电项目都需要将升压站或变电站的站内信号通过电力通信系统接入至各供电公司局端，本文称此为电力通信接入系统。

对光伏电站而言，通信接入系统也是光伏发电并网系统的重要组成部分。

二、光伏电站通信接入系统现状

以往传统地面光伏电站建有专门的升压站，通信接入系统的建设方案一般参考主网变电站的建设方案，，即采用SDH光通信的方式接入至供电公司SDH光纤通信网，设备网管信息也传入地调网管平台进行统一管理。

與地面光伏电站不同，中小光伏以及分布式光伏面对的是广大的用户端市场，具有装机量小、数量多、安装便捷等特点，主要是通过10千伏及以下电压等级接入当地供电公司的配网。

考虑到中小电站及分布式光伏电站投资小，数量多的特点，以及配网目前采用的主流通信技术（PON、工业以太网、电力载波通信、无线专网、无线公网等）也不再包含SDH光纤通信技术，中小光伏及分布式光伏电站的通信接入系统的建设很难照搬地面光伏电站的建设方案。如果照搬SDH光通信的建设方案，将会出现以下几个问题：

1、SDH设备预算高，中小光伏以及分布式光伏项目难以承受。

2、如果所有的光伏电站的新建SDH设备全部纳入现有的SDH通信设备网管，现有网管的网管节点将越来越多，给主网光传输系统的正常运行维护带来干扰。

3、现在的SDH核心网容量难以满足越来越多的站点接入要求。

综上所述，由于分布式光伏发电站点众多、分布广泛、安置环境复杂，针对中小光伏电站以及分布式光伏电站的通信接入问题，单一通过新增SDH光传输设备的方式无法解决中小光伏电站及分布式光伏电站的通信接入问题。

三、配网通信接入主流技术说明

目前我国电网系统中，省级、市级电网的调度系统基本实现了自动化。相对而言，电力系统配网自动化建设还处于比较薄弱、落后的环节。

配电网自动化系统需要依靠通畅的通信管道将控制中心的命令准确快速地传送到众多远方配电终端，并且将反映远方设备运行状况的实时数据信息反馈到控制中心，以便于集中监控。而信息通道问题是目前实现配网自动化的瓶颈，但传统的通信解决方案又很难适应大规模配电通信网络的要求。

前几年，关于配网通信接入技术的讨论非常多，经过几年时间的沉淀和积累，目前业界认可的主流配网通信接入技术有：PON、工业以太网交换机、电力载波、无线专网、无线公网。

以下就各类接入技术的优缺点进行简单对比。

PON 无源光网络：具有带宽大，系统可靠，传输距离远等特点，目前工业PON 的建设成本已大幅降低，成为配网通信的主流技术。但由于配网通信网络覆盖广泛，接入环境复杂，一些偏远站点不具备敷设光缆的管道资源，或单独敷设光缆成本过高，需要其他通信方式作为有效补充。

工业以太网：以太网技术的优点在于在国际范围内标准统一，具备高带宽、环网保护、扩展性好、容易安装以及高可靠性等特点。但在配网自动化通信中，工业以太网技术难以满足点到多点通信、扩容性、抗多点失效等要求，不适于接入端大规模应用。

电力载波通信：由于配电线路情况复杂，分支线路多，配电网开关、断点众多，电力线载波传输速率低，因此，配网电力线的传输特性时变性强，波动较大，噪声干扰复杂，信号衰减快，受上述技术的局限，基于配电线路的载波通信技术的大规模应用还比较少。

电力无线专网：无线通信技术架设方便，结构简单，配置安装灵活，可以很好地解决配电网架变动频繁对配电通信系统建设造成的困难。但容易受到地形限制和环境影响，且无线专网投资较大。

无线公网：投资小、建设速度快。但安全性很低，长期租用运营成本高，接入运营商公网，设备易被攻击、数据易遭篡改；实时性差，由于与普通无线终端客户共享带宽，延时、拥塞现象日趋严重；可靠性不高。无线公网通信方式较适合作为配网通信的补充通信方式。

通过对几种通信技术作了较详尽的比较，可以看出不同的通信技术有其不同的性能、特点和应用，其系统造价、工程维护等较敏感指标也有差异，而这些对配网通信系统来说是很关键的问题。

四、中小光伏及分布光伏电站通信接入方案选择

考虑到小中光伏电站及分布式光伏电站站点众多、分布广泛、安置环境复杂。在实际建设中，各类光伏电站的通信接入方案也需要根据现场情况因地制宜，同时考虑应用需求、经济成本、安全等因素，综合采用最适宜的通信方案。

根据光伏接入容量不同及接入线路等级不同，可根据以下原则采用相应的解决方案：

1、大中型光伏电站，仍旧沿用新增SDH光传输设备的方式进行接入。

2、中小型光伏电站，可采用SDH与PCM设备合设的光端机设备，在不违背现有电网通信系统运行规程的基础上节约投资预算。

3、分布式光伏电站，可采用配网目前采用的主流通信技术如PON、工业以太网、电力载波通信、无线专网、无线公网等因地制宜，灵活接入。

方案1在现网已有大量使用，方案3与对端配网设备配置一致即可，本文对方案2中用到的设备选型及组网方式进行详细说明。

4.1中小光伏电站接入方案组网及说明

供电公司调度侧：

地调配置1台SDH与PCM合设的光端机设备，专用于接入中小型光伏电站的业务及设备网管信息，中间可通过155M光口或2M接口与传输的SDH光传输设备互联互通。

各光伏电站的设备网管信息可以通过E1连接透传至地调侧的光端机设备，从而对数量众多的接入设备进行统一网管。

光伏电站侧：

（1）如果对端站的SDH设备有多余的光口可以扩容，可以在光伏电站侧配置1台带155M光接口的PCM设备，上行与现有的中兴、华为等主流厂商的SDH设备进行互联互通。下行可提供E1/语音/232/EM/以太網等各类需要上传的数据接口供光伏电站的各类业务系统接入。

（2）如果对端站光口资源匮乏，可以在对端站及光伏电站各配置一台PCM设备进行互联互通，对端站的PCM设备与现有SDH光传输设备通过E1进行对接，两台PCM设备之间通过光纤接口互联。

目前主流的PCM设备都可提供SDH系统要求的155M光口，同时可提供E1/语音/232/EM/以太网等各类低速信号。相关设备的网管信号也可通过与SDH设备对接的E1接口透传至供电公司地调侧进行统一管理。

4.2方案优势说明

上述组网方案具有以下优势：

1、节约用户投资。

2、中小电站及分布式光伏电站数量众多，采用上述通信接入方案后可将数量众多的相关设备单独统一网管，以减轻现网SDH传输网管的运维压力。

3、如果采用在对端站2M落地再对接的方式，可以有效节约现有SDH核心环网的容量压力和对端站SDH设备的光口扩容压力。

4、所有相关设备采用统一网管后，后期运维过程中可全程网管，以减少运维死角。

5、现有的SDH设备配置方案中，同时也配置有PCM设备，两种设备也需要分开单独设立网管，两种设备合设后可减轻后期运维压力。

五、各类技术方案总结

针对20MW以上的大型光伏电站，可仍然采用SDH光传输设备的接入模式，以保证系统的兼容性、安全性、可靠性。

针对20MW及以下的中小光伏电站，可考虑采用可采用SDH与PCM设备合设的光端机设备，在不违背现有电网通信系统运行规程的基础上节约用户投资预算。

针对小于6MW，接入等级在10KV及以下的分布式光伏电站，可采用配网目前采用的主流通信技术如PON、工业以太网、电力载波通信、无线专网、无线公网等进行接入。从通信的可靠性、安全性要求考虑，优先采用光纤网络，选用技术可根据具体情况采用PON或工业以太网技术。在光纤不易到达的地区，采用无线专网或无线公网的方式进行接入。

综上所述，即在实际建设中，各类光伏电站的通信接入方案应根据现场情况因地制宜，同时考虑应用需求、经济成本、安全等因素，综合采用最适宜的通信方案，而不应该一概而论，简单的一刀切。

当然，无论以何种通信方式接入，通信设备下挂的二次安防设备的配置仍应满足电力监控部门关于二次安防的配置要求，配置对应的加密装置及隔离装置，从而保证电力通信系统及调度系统的安全性和可靠性。

参 考 文 献

[1]郑伟军，冯晓真，分布式光伏发电并网接入配网通信技术，农村电气化，2014

[2]国家电网公司关于促进分布式电源并网管理工作的意见，国家电网，2013

[3]分布式电源接入配电网相关技术规范，国家电网，2013

[4]DLT 544-2012 电力通信运行管理规程，2012

[5]DLT 547-2010 电力系统光纤通信运行管理规程，2010

[6]汪洁，易予江.电力企业信息网络安全分析与对策[J].电力信息化.2011（10）.