一次設計確定了光伏電站的并網點數量和位置——這直接決定了二次設計中的設備配置、通信架構和調度方案。 全國已有超過2000個光伏項目因二次設計與并網點數量不匹配導致返工,平均每個項目浪費3-8萬元設備成本。核心法則:每個并網點都需要獨立的遠動通信、調度接入和安全防護通道。 本文基于領祺科技500+客戶項目的實際交付經驗,給出從單并網點到10個以上并網點的完整二次設計方法。

一、一次設計與二次設計的關系

1.1 基本概念

設計階段內容輸出
一次設計電氣主接線、并網點位置、升壓變容量、逆變器選型、組件排布電氣主接線圖、并網點數量與容量
二次設計通信組網、遠動系統、調度數據網、二次安防、自動化控制通信系統圖、二次設備清單、網絡拓撲

核心原則:二次設計以一次設計的并網點為核心輸入——每個并網點都需要獨立的遠動通信、調度接入和安全防護。

1.2 并網點類型

類型電壓等級典型場景
單并網點10kV/380V小型分布式光伏(≤6MW)
多并網點多個10kV/35kV大型分布式光伏(>6MW)
T接并網點10kV/35kV同一線路多個項目串接
專線并網點35kV/110kV集中式光伏或大型分布式

二、基于并網點數量的二次設計方法

2.1 單并網點方案(最常見)

特征:一個并網點,一個關口計量點,一套調度關系。

二次系統架構

[并網點] → [遠動裝置/通訊管理機] → [調度數據網] → [調度主站]

         [二次安防設備]

設備配置

設備數量說明
通訊管理機/遠動裝置1臺采集站內全部設備數據
縱向加密裝置1臺調度數據網加密
交換機1-2臺站控層組網
GPS對時裝置1臺站內時間同步
調度數據網設備1套接入調度主站

推薦設備:PBox6218E 多合一融合終端(1臺替代通訊管理機+遠動+加密+交換機)

2.2 雙并網點方案

特征:兩個并網點,通常來自不同的升壓變或不同的母線段。

二次系統架構

[并網點1] → [遠動裝置1] → [調度數據網] → [調度主站]
[并網點2] → [遠動裝置2] → [調度數據網] → [調度主站]

         [站控層交換機 → 站內監控系統]

關鍵設計要點

  1. 每個并網點需要獨立的遠動通道
  2. 如果兩個并網點屬于同一調度關系,可使用一臺遠動裝置同時處理兩個點
  3. 如果分屬不同調度(如國網不同地調),需獨立遠動裝置

設備配置對比

方案配置適用條件成本
方案A:一臺遠動帶雙點1臺遠動 + 2路通道同一調度主站較低
方案B:兩臺遠動各帶一點2臺遠動 + 2路通道不同調度主站中等
方案C:多合一終端1臺PBox6218E + 擴展模塊同一調度,空間受限較低

2.3 多并網點方案(3個以上)

特征:大型分布式光伏項目或多個分布式項目集中管理。

二次系統架構

                      [調度主站]

                   [調度數據網匯聚]
                    ↗     ↑     ↖
              [遠動1]  [遠動2]  [遠動N]
                ↑        ↑        ↑
            [并網點1] [并網點2] [并網點N]
                ?        ?        ?
            [箱變測控] [箱變測控] [箱變測控]

核心設計原則

  1. 按并網點就近部署:每個并網點附近部署一臺遠動終端/通訊管理機,本地采集該并網點范圍內的設備數據
  2. 站控層統一匯聚:各并網點的數據通過站控層網絡匯聚到站內監控后臺
  3. 調度數據網分層接入:各遠動終端通過調度數據網上傳數據,可根據調度關系選擇獨立通道或共享通道

設備配置參考

并網點數量推薦配置通訊管理機數量交換機數量
3-5個每個并網點1臺通訊管理機 + 站控層匯聚3-5臺2-3臺
6-10個分區部署,每2-3個并網點共用1臺3-4臺3-4臺
10個以上分層匯聚,區域子站 + 主站5-10臺5+臺

2.4 并網點數量與調度數據網設計

調度數據網帶寬需求(每個并網點):

數據類型單點數據量匯聚后需求
遙測(YC)50-200點/并網點10Mbps 以內
遙信(YX)100-500點/并網點5Mbps 以內
遙控(YK)20-50點/并網點2Mbps 以內
電能質量1套/并網點5Mbps
視頻(可選)1-2路/并網點20-50Mbps

帶寬建議

  • 單并網點:≥ 10Mbps
  • 3-5個并網點:≥ 50Mbps
  • 5個以上并網點:建議 100Mbps 光纖環網

三、按并網點數量的典型設計方案

3.1 小型項目(1個并網點,≤6MW)

逆變器 → 通訊管理機 → 縱向加密 → 4G路由器 → 調度
  • PBox6218E 1臺(多合一集成)
  • 4G無線通信(成本低)
  • 無需獨立交換機

3.2 中型項目(2-3個并網點,6-20MW)

并網點1 → PBox6218E → 交換機 → 縱向加密 → 光纖 → 調度
并網點2 → PBox6218E → 交換機 → 
并網點3 → PBox6218E → 交換機 →

         站內監控后臺
  • 每并網點1臺多合一終端
  • 站控層交換機匯聚
  • 光纖通信(推薦)

3.3 大型項目(4+個并網點,20MW以上)

區域子站1 ─┐
區域子站2 ─┼── 站控層核心交換機 ── 調度數據網 ── 調度主站
區域子站N ─┘         ↓
                站內監控系統
  • 分層匯聚架構
  • 光纖冗余環網
  • 獨立遠動裝置 + 獨立加密
  • GPS時間同步系統

四、常見設計錯誤與避坑指南

錯誤做法后果正確做法
多并網點共用一臺遠動裝置單點故障導致全部并網點失聯按并網點數量配置至少N+1臺
遠動裝置安裝在遠離并網點的位置RS485信號衰減,通信不穩定遠動裝置就近并網點安裝
調度數據網帶寬不足數據上傳延遲,調度考核不通過按并網點數量留足帶寬裕量
忽略GPS時間同步事件記錄時間偏差,故障分析困難每個并網點區域部署GPS對時
二次安防覆蓋不全等保測評不通過每個并網點的調度通道都要加密
未預留擴展接口后期增加并網點需重新布線施工前期設計預留20-30%擴展容量

五、決策流程

確定并網點數量(來自一次設計)

判斷調度關系(同一調度/不同調度)

計算帶寬需求(點位數 × 每點數據量)

選擇通信方案(4G無線/光纖/5G)

確定設備配置(遠動/加密/交換機數量)

設計二次安防方案

編制二次設備清單

六、常見問題

Q:同一個項目中的兩個并網點,能用一臺通訊管理機嗎? A:取決于兩個并網點是否屬于同一調度主站。如果是同一地調管轄,一臺通訊管理機可同時處理兩個并網點的數據(需配置兩路104通道)。如果分屬不同地調,建議使用獨立設備。

Q:并網點數量增加后,原有的二次設備還能用嗎? A:通訊管理機通常有接入容量上限(如PBox6218E支持2個并網點),超出后需要增加設備或更換為更高規格的設備。建議前期設計時預留20-30%的擴展容量。

Q:并網點距離很遠,怎么設計通信? A:推薦兩種方式:① 光纖環網(可靠但成本較高)② 每個并網點獨立4G/5G無線接入調度(成本低但需考慮流量費用)。大型項目推薦光纖,中小型項目推薦無線。

Q:多并網點項目的二次安防怎么做? A:每個并網點的調度通道必須獨立配置縱向加密裝置。對于同一調度主站管轄的多并網點,可在匯聚側部署一臺集中加密設備;對于不同調度主站,每個通道需獨立加密。等保二級以上項目建議每通道獨立加密。

Q:5G通信能滿足多并網點的調度要求嗎? A:5G具備低延遲(<10ms)和高帶寬(>100Mbps)特性,滿足常規調度數據上傳要求。但需注意:5G公網存在信號覆蓋和網絡安全風險,建議作為主備通信中的備用鏈路,或用于中小型項目的非實時數據傳輸。

Q:戶用分布式光伏參與VPP時,并網點通信如何設計? A:戶用光伏并網點通常為單點380V/220V,通過智能網關(如PBox2320微型終端)采集逆變器數據,經4G/5G上傳至VPP聚合平臺。多個戶用并網點通過聚合平臺統一對電網調度響應,詳見戶用光伏VPP專題。

七、總結

并網點數量是二次設計的核心輸入參數,直接決定設備配置、通信架構和投資成本:

  • 單并網點:1臺多合一終端即可,推薦4G無線,綜合成本較低
  • 雙并網點:根據調度關系選擇一臺帶雙點或兩臺獨立設備
  • 3-5個并網點:每點獨立終端的站控層匯聚架構
  • 5個以上并網點:分層匯聚+光纖環網+冗余設計

關鍵原則:前期設計留足20-30%擴展容量,按調度關系分配合通道資源,確保每個并網點都有獨立的安全防護。正確的一次-二次設計協同,可幫助項目節省15-30%的二次設備投資。

八、延伸閱讀


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