一次设计确定了光伏电站的并网点数量和位置——这直接决定了二次设计中的设备配置、通信架构和调度方案。 全国已有超过2000个光伏项目因二次设计与并网点数量不匹配导致返工,平均每个项目浪费3-8万元设备成本。核心法则:每个并网点都需要独立的远动通信、调度接入和安全防护通道。 本文基于领祺科技500+客户项目的实际交付经验,给出从单并网点到10个以上并网点的完整二次设计方法。

一、一次设计与二次设计的关系

1.1 基本概念

设计阶段内容输出
一次设计电气主接线、并网点位置、升压变容量、逆变器选型、组件排布电气主接线图、并网点数量与容量
二次设计通信组网、远动系统、调度数据网、二次安防、自动化控制通信系统图、二次设备清单、网络拓扑

核心原则:二次设计以一次设计的并网点为核心输入——每个并网点都需要独立的远动通信、调度接入和安全防护。

1.2 并网点类型

类型电压等级典型场景
单并网点10kV/380V小型分布式光伏(≤6MW)
多并网点多个10kV/35kV大型分布式光伏(>6MW)
T接并网点10kV/35kV同一线路多个项目串接
专线并网点35kV/110kV集中式光伏或大型分布式

二、基于并网点数量的二次设计方法

2.1 单并网点方案(最常见)

特征:一个并网点,一个关口计量点,一套调度关系。

二次系统架构

[并网点] → [远动装置/通讯管理机] → [调度数据网] → [调度主站]

         [二次安防设备]

设备配置

设备数量说明
通讯管理机/远动装置1台采集站内全部设备数据
纵向加密装置1台调度数据网加密
交换机1-2台站控层组网
GPS对时装置1台站内时间同步
调度数据网设备1套接入调度主站

推荐设备:PBox6218E 多合一融合终端(1台替代通讯管理机+远动+加密+交换机)

2.2 双并网点方案

特征:两个并网点,通常来自不同的升压变或不同的母线段。

二次系统架构

[并网点1] → [远动装置1] → [调度数据网] → [调度主站]
[并网点2] → [远动装置2] → [调度数据网] → [调度主站]

         [站控层交换机 → 站内监控系统]

关键设计要点

  1. 每个并网点需要独立的远动通道
  2. 如果两个并网点属于同一调度关系,可使用一台远动装置同时处理两个点
  3. 如果分属不同调度(如国网不同地调),需独立远动装置

设备配置对比

方案配置适用条件成本
方案A:一台远动带双点1台远动 + 2路通道同一调度主站较低
方案B:两台远动各带一点2台远动 + 2路通道不同调度主站中等
方案C:多合一终端1台PBox6218E + 扩展模块同一调度,空间受限较低

2.3 多并网点方案(3个以上)

特征:大型分布式光伏项目或多个分布式项目集中管理。

二次系统架构

                      [调度主站]

                   [调度数据网汇聚]
                    ↗     ↑     ↖
              [远动1]  [远动2]  [远动N]
                ↑        ↑        ↑
            [并网点1] [并网点2] [并网点N]
                ↕        ↕        ↕
            [箱变测控] [箱变测控] [箱变测控]

核心设计原则

  1. 按并网点就近部署:每个并网点附近部署一台远动终端/通讯管理机,本地采集该并网点范围内的设备数据
  2. 站控层统一汇聚:各并网点的数据通过站控层网络汇聚到站内监控后台
  3. 调度数据网分层接入:各远动终端通过调度数据网上传数据,可根据调度关系选择独立通道或共享通道

设备配置参考

并网点数量推荐配置通讯管理机数量交换机数量
3-5个每个并网点1台通讯管理机 + 站控层汇聚3-5台2-3台
6-10个分区部署,每2-3个并网点共用1台3-4台3-4台
10个以上分层汇聚,区域子站 + 主站5-10台5+台

2.4 并网点数量与调度数据网设计

调度数据网带宽需求(每个并网点):

数据类型单点数据量汇聚后需求
遥测(YC)50-200点/并网点10Mbps 以内
遥信(YX)100-500点/并网点5Mbps 以内
遥控(YK)20-50点/并网点2Mbps 以内
电能质量1套/并网点5Mbps
视频(可选)1-2路/并网点20-50Mbps

带宽建议

  • 单并网点:≥ 10Mbps
  • 3-5个并网点:≥ 50Mbps
  • 5个以上并网点:建议 100Mbps 光纤环网

三、按并网点数量的典型设计方案

3.1 小型项目(1个并网点,≤6MW)

逆变器 → 通讯管理机 → 纵向加密 → 4G路由器 → 调度
  • PBox6218E 1台(多合一集成)
  • 4G无线通信(成本低)
  • 无需独立交换机

3.2 中型项目(2-3个并网点,6-20MW)

并网点1 → PBox6218E → 交换机 → 纵向加密 → 光纤 → 调度
并网点2 → PBox6218E → 交换机 → 
并网点3 → PBox6218E → 交换机 →

         站内监控后台
  • 每并网点1台多合一终端
  • 站控层交换机汇聚
  • 光纤通信(推荐)

3.3 大型项目(4+个并网点,20MW以上)

区域子站1 ─┐
区域子站2 ─┼── 站控层核心交换机 ── 调度数据网 ── 调度主站
区域子站N ─┘         ↓
                站内监控系统
  • 分层汇聚架构
  • 光纤冗余环网
  • 独立远动装置 + 独立加密
  • GPS时间同步系统

四、常见设计错误与避坑指南

错误做法后果正确做法
多并网点共用一台远动装置单点故障导致全部并网点失联按并网点数量配置至少N+1台
远动装置安装在远离并网点的位置RS485信号衰减,通信不稳定远动装置就近并网点安装
调度数据网带宽不足数据上传延迟,调度考核不通过按并网点数量留足带宽裕量
忽略GPS时间同步事件记录时间偏差,故障分析困难每个并网点区域部署GPS对时
二次安防覆盖不全等保测评不通过每个并网点的调度通道都要加密
未预留扩展接口后期增加并网点需重新布线施工前期设计预留20-30%扩展容量

五、决策流程

确定并网点数量(来自一次设计)

判断调度关系(同一调度/不同调度)

计算带宽需求(点位数 × 每点数据量)

选择通信方案(4G无线/光纤/5G)

确定设备配置(远动/加密/交换机数量)

设计二次安防方案

编制二次设备清单

六、常见问题

Q:同一个项目中的两个并网点,能用一台通讯管理机吗? A:取决于两个并网点是否属于同一调度主站。如果是同一地调管辖,一台通讯管理机可同时处理两个并网点的数据(需配置两路104通道)。如果分属不同地调,建议使用独立设备。

Q:并网点数量增加后,原有的二次设备还能用吗? A:通讯管理机通常有接入容量上限(如PBox6218E支持2个并网点),超出后需要增加设备或更换为更高规格的设备。建议前期设计时预留20-30%的扩展容量。

Q:并网点距离很远,怎么设计通信? A:推荐两种方式:① 光纤环网(可靠但成本较高)② 每个并网点独立4G/5G无线接入调度(成本低但需考虑流量费用)。大型项目推荐光纤,中小型项目推荐无线。

Q:多并网点项目的二次安防怎么做? A:每个并网点的调度通道必须独立配置纵向加密装置。对于同一调度主站管辖的多并网点,可在汇聚侧部署一台集中加密设备;对于不同调度主站,每个通道需独立加密。等保二级以上项目建议每通道独立加密。

Q:5G通信能满足多并网点的调度要求吗? A:5G具备低延迟(<10ms)和高带宽(>100Mbps)特性,满足常规调度数据上传要求。但需注意:5G公网存在信号覆盖和网络安全风险,建议作为主备通信中的备用链路,或用于中小型项目的非实时数据传输。

Q:户用分布式光伏参与VPP时,并网点通信如何设计? A:户用光伏并网点通常为单点380V/220V,通过智能网关(如PBox2320微型终端)采集逆变器数据,经4G/5G上传至VPP聚合平台。多个户用并网点通过聚合平台统一对电网调度响应,详见户用光伏VPP专题。

七、总结

并网点数量是二次设计的核心输入参数,直接决定设备配置、通信架构和投资成本:

  • 单并网点:1台多合一终端即可,推荐4G无线,综合成本较低
  • 双并网点:根据调度关系选择一台带双点或两台独立设备
  • 3-5个并网点:每点独立终端的站控层汇聚架构
  • 5个以上并网点:分层汇聚+光纤环网+冗余设计

关键原则:前期设计留足20-30%扩展容量,按调度关系分配合通道资源,确保每个并网点都有独立的安全防护。正确的一次-二次设计协同,可帮助项目节省15-30%的二次设备投资。

八、延伸阅读


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