一、逆变器直采直控方案概述

　　工商业光伏主要用于工业园区厂房、科技园、学校、医院、酒店等屋顶采用分布式并网，并网方式分为自发自用余电上网、全额自发自用或全额上网三种模式。目前工商业光伏大多安装于屋顶、车棚，分布式光伏定义在6MW以下（一般在3MW-5WM间多），逆变器多采用组串式逆变器，逆变器额定容量30KW-125KW不等，一般单台逆变器40KW-60KW区间居多，一个光伏场站内20个以内逆变器比较常见。

　　在分布式能源系统中，逆变器作为将光伏板产生的直流电转换为交流电的关键设备，其数据的有效采集与组网传输至关重要。传统布线方式在面对复杂的工商业环境时，存在成本高、布线困难、故障点多等问题。微功率技术作为一种低功耗广域网通信技术，具有长距离传输、低功耗、强抗干扰等特性，为逆变器组网提供了高效、灵活且经济的解决方案。

　　光伏逆变器直采直控微功率无线组网解决方案旨在利用微功率无线组网技术构建一个稳定可靠的逆变器数据传输网络，通过设备的规约转换功能汇集所有逆变器数据，数据传输过程通过纵向加密装置进行加密，利用4G网络将逆变器数据上送到安全接入区后到调控平台，实现对分布式逆变器的直采直控与集中管理。

二、逆变器直采直控微功率无线组网方案设计

　　本方案的系统架构主要由两部分组成：逆变器数据采集终端、分布式电源智能融合终端。

　　逆变器数据采集终端负责采集逆变器的数据，并通过微功率无线链路将数据发送至分布式电源智能融合终端。分布式电源智能融合终端作为数据传输的汇集节点，负责将接收到的逆变器数据采集终端节点数据进行规约转换后，利用纵向加密以及无线专网，转发至调控主站，同时将主站下发的控制指令下发至给逆变器。所有的逆变器数据采集终端节点与分布式电源智能融合终端间均支持双向通信，以减少数据通讯时间，提高系统的可维护性和可扩展性。

　　本方案采用的微功率主要在免费频段运行，常见的频段包括433MHz、470MHz等。不同频段在传输距离、穿透能力和数据速率上有所差异。例如，433MHz、470MHz频段传播损耗相对较小，在障碍物较少的开阔环境下能实现较远的传输距离，但数据速率相对较低。实际环境使用中，150M   200米的传输距离内基本可以满足调控秒级要求。

　　微功率相比WIFI在相同功耗下能实现更远的传输距离，且对环境噪声和多径干扰具有更强的抵抗能力。

三、直采直控传输层网络安全设计

（1）加密装置：采用国网微型纵向加密方案。

（2）数据加密与认证：采用国家密码管理局认证的SM2、SM3、SM4等算法，确保数据机密性。通过公私钥体制实现设备身份双向认证，防止非法接入，同时提供数据包完整性认证，防止数据被篡改。

（3）安全过滤：具备防火墙功能，支持基于IP、端口、协议的安全策略，可过滤非法数据包。集成硬件防火墙技术，能控制进出数据流向。

（4）透明传输：采用透明网桥模式，无需修改原有网络配置，支持VLANTrunk、NAT等复杂环境，还支持“背靠背”、跨网段路由、多VLAN接入等多种接入方式。

（5）统一管理：通过调度证书服务系统（CA）统一签发数字证书，实现密钥管理。支持集中管理，提供审计日志和故障告警功能。

四、直采直控方案实施与部署

（1）提前现场勘查

　　在项目实施前，需对光伏电站现场进行详细勘查。了解逆变器的分布位置、数量、型号以及周边环境情况，如是否存在高大建筑物、金属障碍物等可能影响微功率信号传输的因素。同时，评估现场的网络状况，根据勘查结果，制定合理的分布式电源智能融合终端部署方案和逆变器数据采集终端安装计划。

（2）分布式电源智能融合终端设备安装

　　1、根据现场实际环境，选择合适的位置作为数据汇聚点，安装室外设备箱，并在箱内安装一台分布式电源智能融合终端，通过220V电源进行供电。

　　2、在进行数据汇聚点的室外设备箱安装时，综合考量现场环境因素，以确定设备箱的最优位置。该位置应便于后续维护，同时避免自然环境的不利影响，如积水、高湿度或潜在的安全风险。此外，设备箱具备高效的散热性能和良好的防水防尘能力，以适应户外环境的特殊要求，确保分布式电源智能融合终端在各种工作条件下的性能稳定。

　　3、对于220V电源供电系统的安装，遵循相关安全规范，以确保供电系统的安全性和可靠性。在供电系统中加入过载保护和防雷保护装置，以降低极端天气条件或电力波动对设备造成的潜在损害。确保了通信网络的高效、稳定和安全运行。

（3）逆变器数据采集终端安装

　　1、在逆变器旁安装一台室外设备箱，箱内配置逆变器数据采集终端。通过定制线缆将逆变器通信端口与设备箱连接，以获取光伏逆变器数据。线缆敷设时加装穿线管，确保布线美观、协调且牢固。

　　2、在实际部署时，仔细规划电缆的走向和长度，以确保连接既安全又高效。

五、直采直控系统测试与优化

（1）功能测试

　　对系统的各项功能进行全面测试，包括数据采集功能、数据传输功能、监控管理平台的显示和操作功能、报警功能等。验证系统是否能够准确采集逆变器的各类运行数据，数据传输是否稳定可靠。

（2）性能测试

　　对系统的性能进行测试，如测试微功率无线网络的覆盖范围、数据传输速率、网络容量等。在不同的距离和环境条件下，测试数据采集终端与网关之间的通信效果，评估网络是否能够满足实际项目的需求。同时，模拟大量终端节点并发接入的情况，测试网关和监控管理平台的处理能力，确保系统在高负载情况下仍能稳定运行。

（3）优化措施

　　根据测试结果，对系统进行优化。如果发现网络覆盖不足，可通过增加微功率网关数量、调整网关位置或提高网关发射功率等方式进行优化；若数据传输速率较低，可尝试调整微功率模块的通信参数，如降低扩频因子、提高带宽等，以提高数据传输速率；对于系统性能瓶颈，可对监控管理平台的服务器进行升级或优化数据处理算法，提高平台的处理能力。经过优化后，再次进行测试，直至系统性能满足项目要求。

六、直采直控微功率组网方案优势

（1）成本效益高

　　相比于传统的有线组网方式，微功率无线组网方案无需铺设大量电缆，大大降低了布线成本和施工难度。同时，逆变器数据采集终端和分布式电源智能融合终端的成本相对较低，且后期维护成本也较低，因为减少了线缆老化、损坏等故障点。此外，微功率技术的低功耗特性使得数据采集终端可采用逆变器供电，进一步降低了能源成本，尤其适用于分布式光伏项目中逆变器分布较为分散的场景，能显著提高项目的成本效益。

（2）安装与维护便捷

　　微功率无线组网方案安装简单快捷，只需将逆变器数据采集终端与逆变器连接并进行简单配置，将分布式电源智能融合终端安装在合适位置并接入网络即可。在后期维护方面，由于设备采用无线连接，无需担心线缆故障问题，且通过分布式电源智能融合终端可实现对设备的远程监控和管理，方便运维人员及时发现和解决问题，大大提高了维护效率，降低了维护工作量。

（3）高可靠性与稳定性

　　微功率技术具有强抗干扰能力和远距离传输特性，能够在复杂的工业环境中稳定运行。在数据传输过程中，通过采用数据加密、校验和重传机制等手段，确保数据的准确性和完整性。同时，分布式电源智能融合终端具备数据缓存功能，在网络短暂中断时可保证数据不丢失。

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