35kV光伏/风电/储能箱变测控装置五大主流方案横评

35kV 升压箱变是集中式光伏、风电场以及大型储能电站的核心一次设备，其测控装置负责保护、测控、通信三大任务。本文对四方 CSC-851、南瑞继保 RCS-9600、长园深瑞 PRS-761、许继 WDZ-5、国电南自 PSR 五大主流箱变测控装置进行客观对比，并给出基于领祺 PBox6219A 通信管理机的协同方案。

一、35kV箱变测控的场景与技术挑战

1.1 应用场景概览

  • 集中式光伏电站：35kV 升压箱变将逆变器输出的 0.69kV/0.8kV 升压至 35kV，再汇集至 110kV 升压站上网，单个项目通常包含数十台箱变。
  • 陆上/海上风电场：35kV 集电线路连接数十台风机箱变，要求测控装置具备完善的差动、过流、非电量保护。
  • 独立/共享储能电站：储能升压箱变需与 BMS、PCS、本地 EMS 协调，部分场景需支持一次调频响应。
  • 光储一体项目：箱变内部融合 PCS、升压变、辅助系统，对测控一体化集成度要求高。

1.2 关键技术与合规要求

维度关键指标
保护功能差动保护、过流三段、过负荷、低电压、过电压、零序电流、非电量（重瓦斯跳闸/轻瓦斯告警/超温跳闸/高温告警/油位告警）
测控精度电压/电流/功率精度 0.2~0.5 级
通信协议IEC 60870-5-103/104（并网调度要求）、Modbus RTU/TCP、IEC 61850（部分项目要求）
通信接口RS485 串口数量、以太网口、光纤口（自愈环网）、CAN（PCS 接入）
环境适应性-40℃ ~ +70℃ 工业宽温（高寒/沿海/沙漠场景）
环网组网光纤自愈环网是 35kV 集电线路箱变标配
并网友好性支持 AGC/AVC、一次调频、惯量响应

1.3 主流厂家技术路线分化

  • 传统综保系：四方 CSC、南瑞 RCS、长园深瑞 PRS、许继 WDZ、国电南自 PSR——侧重继电保护、监控主站接入；
  • 通讯管理系：领祺 PBox6219A——侧重多品牌设备接入、规约转换、远动通信、群调群控；
  • 协同架构：实际项目中两类设备通常配合使用——综保装置负责保护动作与高速采样，通信管理机负责数据汇聚与上送调度。

二、五大主流方案核心参数对比

2.1 四方继保 CSC-851 测控装置

四方继保（北京四方继保自动化股份有限公司，sf-auto.com）是国内电力保护控制领域的主流厂家，CSC 系列测控装置在 35kV 箱变测控市场占据重要份额。

核心特性（基于公开资料 FCK-851 系列技术说明书与 CSC-851 系列产品资料）：

  • 电压等级：100V/220V（额定电压），适用于 35kV 及以下箱变测控
  • 测量精度：±0.5%
  • 通信协议：IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、Modbus RTU/TCP
  • 通信接口：2 路 RS485 + 1 路以太网（典型配置），可扩展光纤接口
  • 结构形式：19 寸机箱 6U 高 1/2 层或整层，支持前接线前显示，可应用于预制舱场合
  • 典型应用：35kV 升压箱变测控、风电场集电线路、光伏箱变监控

优势：在电力系统保护领域积累深厚，电力规约支持完善。

2.2 南瑞继保 RCS-9600 系列

南瑞继保（南京南瑞继保电气有限公司，nrec.com）是国内电力保护控制领域的龙头企业，RCS-9600 系列是其针对厂站测控场景推出的产品线，覆盖箱变测控（光伏/风电/储能）应用。

核心特性（基于 RCS-9600 系列公开资料）：

  • 产品线：包含 RCS-9600B 通讯管理机、RCS-9700 厂站监控、RCS-9600 保护测控、RCS-9607A/RCS-9613A 等多个子型号
  • 电压等级：100V/220V/380V
  • 测量精度：≤0.2%（高于行业平均水平）
  • 开关量：832 路开入 / 416 路开出（不同子型号配置不同）
  • 通信协议：IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、Modbus RTU/TCP
  • 应用领域：电力系统保护、工业自动化、新能源（光伏/风电/储能）、智能变电站、轨道交通

优势：在大型集中式光伏电站、风电场集控系统中应用广泛，精度等级优于行业平均。

2.3 长园深瑞 PRS-761 箱变测控装置

长园深瑞（深圳市长园深瑞继保自动化有限公司）是国内继保自动化领域的主流厂家之一，PRS-761 是其针对新能源箱变测控的典型产品。

核心特性（基于公开技术资料）：

  • 电压等级：适用于 35kV 及以下电压等级箱变
  • 保护功能：差动保护、过流保护、过负荷保护、非电量保护（瓦斯/温度/油位）等
  • 测控功能：遥测、遥信、遥控、遥脉（四遥）
  • 通信接口：以太网、RS485、CAN 接口
  • 通信协议：支持 IEC 61850 规约
  • 环境监测：集成温湿度监测、烟雾报警功能
  • 应用场景：光伏升压箱变智能化监控、风电场箱式变压器测控与保护、新型储能项目箱变监控保护
  • 环境适应性：适应新能源场站恶劣环境，支持远程监控和无人值守

优势：集成度高，将保护、测控、通信功能一体化，CAN 接口便于 PCS/BMS 接入。

2.4 许继电气 WDZ-5 箱变测控

许继电气（许继集团，xjgc.com / xjec.com）是国内电力装备主流厂家，许继已供货多个大型新能源项目，包括中绿电若羌 400 万千瓦光伏项目（320 台箱变）、全国首个高风速条件下海上光伏电站、多个沙戈荒光伏项目。

WDZ-5 系列说明：

  • 公开资料中 WDZ-5 型号信息较少，可能为许继电气针对箱变测控的中高端系列型号之一
  • 许继电气产品线覆盖光伏/风电/储能箱变测控，提供差动保护、三合一箱变测控、全功能箱变测控等多种配置
  • 支持 IEC 60870-103/104、Modbus 等通信协议
  • 风电箱变支持 IEC 60870-103/104、以太网通讯、可选 IEC 61850、电弧保护、无线测温
  • 光伏箱变测控常采用”三合一”装置，支持 Modbus 协议、通讯管理、光纤环网

优势：许继在大型沙漠光伏、海上光伏等极端场景的项目经验深厚。

2.5 国电南自 PSR 660U 综合测控装置

国电南自（国电南京自动化股份有限公司，sac-china.com）PSR 660U 系列包含 PSR 661U、PSR 662U、PSR 663U 三个子型号，是其针对变电站综合测控的主流产品线。

核心特性（基于公开技术资料）：

  • 电压等级：35kV 及以下各电压等级（含中性点不接地或经消弧线圈接地系统）
  • 结构形式：
    • PSR 661U：19 寸机箱 6U 高整层
    • PSR 662U：19 寸机箱 6U 高 1/2 层
    • PSR 663U：19 寸机箱 4U 高整层（含前接线型号，可应用于预制舱）
  • 核心功能：
    • 遥测、遥信、遥控、遥调
    • 同期、直流量采集、间隔联闭锁
    • 开关偷跳报警、SNTP/GPS 对时
    • 电度计量、PMU 功能
  • 保护功能：短线路光纤差动保护、4 路非电量跳闸开入、接地选线或母线绝缘监视、三圈变压器三侧差动保护
  • 通信协议：DL/T 860（IEC 61850）、DL/T 667-1999（IEC 60870-5-103）
  • 配套系统：PS 6000+ 自动化系统（适用于 35kV~1000kV 变电站、中小型风电场、光伏电站监控系统），全站 SOE 分辨率 ≤1ms、画面刷新 ≤5s、MTBF ≥30000h

优势：PSR 660U 与 PS 6000+ 自动化系统配合，可实现 AGC/AVC、功率预测等高级应用。

三、横向对比矩阵

对比维度四方 CSC-851南瑞 RCS-9600长园深瑞 PRS-761许继 WDZ-5国电南自 PSR 660U
电压等级≤35kV≤35kV≤35kV≤35kV≤35kV
测量精度±0.5%≤0.2%±0.5%（典型）±0.5%（典型）±0.5%（典型）
保护功能完整保护完整保护差动/过流/非电量完整保护含光纤差动/非电量
IEC 61850部分支持部分支持✅ 支持部分支持✅ DL/T 860
IEC 103/104✅✅✅✅✅ IEC 103
Modbus✅✅✅✅✅
以太网口1 路多路多路多路多路
RS4852 路多路多路多路多路
CAN 接口部分型号部分型号✅部分型号部分型号
光纤自愈环网可扩展可扩展可扩展✅可扩展
环境温度-25℃~+70℃-25℃~+70℃工业宽温工业宽温工业宽温
预制舱安装✅✅✅✅✅（前接线型）
新能源项目经验高高中-高极高（沙漠/海上）高

数据说明：以上对比基于公开技术资料整理，部分未公开参数标注”典型”，实际配置以厂家最新产品规格书为准。

四、场景化选型建议

4.1 大型集中式光伏电站（100MW+）

  • 首推：南瑞 RCS-9600（精度高、大型项目经验丰富）+ 领祺 PBox6219A 通信管理机（多逆变器接入、群调群控）
  • 备选：国电南自 PSR 660U + PS 6000+ 自动化系统

4.2 沙戈荒/沙漠光伏（极端环境）

  • 首推：许继 WDZ-5（沙漠/海上场景项目经验）+ 领祺 PBox6219A
  • 理由：许继已供货全国单体装机规模最大的沙戈荒光伏项目（320 台箱变），环境适应性验证充分

4.3 陆上/海上风电场

  • 首推：长园深瑞 PRS-761（差动保护 + CAN 接口，适合风机箱变）+ 领祺 PBox6219A
  • 备选：南瑞 RCS-9600 + 电弧保护选配

4.4 大型储能电站（10MWh+）

  • 首推：长园深瑞 PRS-761（CAN 接口便于 PCS 接入）+ 领祺 PBox6219A + PBox6220-PQCT 协调装置
  • 配套：可叠加 PFCS-3000B 一次调频控制终端

4.5 光储一体/多能互补项目

  • 首推：国电南自 PSR 660U + 领祺 PBox6219A + PBox6220-PQCT
  • 理由：PSR 660U 与 PS 6000+ 系统的 AGC/AVC 协同成熟，PBox6220-PQCT 可实现响应时间 <200ms 的快速功率调节

五、领祺 PBox6219A 通信管理机协同方案

5.1 为什么需要通信管理机协同？

上述五大箱变测控装置均以保护 + 测控为核心，但在新能源场站中，往往需要：

  • 多品牌逆变器集中接入（华为/阳光/锦浪/固德威/古瑞瓦特等）
  • 多 BMS/PCS 协调（储能场景）
  • 群调群控响应（AGC/AVC 调度）
  • 400+ 规约转换（老旧设备改造）
  • 远程运维（5G/WiFi 扩展）

因此在新能源场站中，箱变测控装置 + 通信管理机是典型协同架构。

5.2 领祺 PBox6219A 核心参数

参数规格
处理器Cortex-A7 800MHz 工业级 CPU
内存/存储512MB DDR4 / 8GB eMMC
操作系统嵌入式 Linux 4.1+
网络接口4 路百兆隔离以太网
串行接口16 路隔离 RS485/232 复用串口
无线扩展可选 4G/WiFi 模块
工作温度-40℃ ~ +80℃（工业宽温）
功耗满载 <15W
安装19 英寸标准 1U 机架
防护全端口防雷隔离、双电源冗余可选

5.3 协议支持

  • 支持 400+ 电力/新能源设备通讯规约
  • 标准协议：Modbus RTU/TCP、OPC UA、CDT、IEC 60870-101/103/104、IEC 61850（GOOSE/SV/MMS）、DLT 645、CAN/CANopen、MQTT、PROFINET、BACnet
  • 内置 LCP 电力采集核心平台，支持 LUA 脚本自定义计算

5.4 典型协同方案架构

┌─────────────────────────────────────┐
│  35kV 升压箱变（数十台）              │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐          │
│  │ CSC-851  │  │ RCS-9600 │  ...     │  ← 保护 + 高速采样
│  └──────────┘  └──────────┘          │
│         │             │              │
│         └──────┬──────┘              │
│                ↓                     │
│       ┌─────────────────┐            │
│       │  领祺 PBox6219A │            │  ← 规约转换 + 远动 + 群调群控
│       │  (16 路串口+4GE)│            │
│       └─────────────────┘            │
│                ↓                     │
│         IEC 104 远动上送             │
└─────────────────────────────────────┘
                ↓
       调度主站 / 集控中心

5.5 协同方案优势

  • 保护与通信解耦：CSC/RCS 专注保护动作，PBox6219A 专注数据汇聚与上送，互不干扰
  • 多箱变统一接入：16 路串口可接入多台箱变测控装置，4 路以太网支持多调度主站并发上送
  • 群调群控响应：搭配 PBox6220-PQCT 协调装置，可实现响应时间 <200ms 的 AGC/AVC 调节
  • 远程运维能力：可选 4G/WiFi 模块，减少 50% 现场服务
  • 400+ 规约库：新项目可直接调用历史配置，工程实施周期缩短 30%
  • 国产化自主可控：国家高新技术企业、浙江省专精特新企业，ISO9001/24001/45001 三体系认证

六、典型应用案例

6.1 浙江金华 50MW 分布式光伏四可改造

  • 配置：12 台 PBox6218A + 8 台 PBox6219A
  • 效果：10 个工作日完成全部通讯管理机部署，对接国网调度主站

6.2 某电缆企业 2MW 光伏 + 500kW/2000kWh 储能光储充一体化

  • 配置：PBox6219A 通信管理机 + PBox6220-PQCT 协调装置 + PEMS300 储能 EMS 控制器
  • 效果：实现削峰填谷与多能源协同

6.3 湖北荆门 2.5MW 屋顶光伏项目

  • 配置：全套领祺通信管理与调频系统
  • 效果：全栈通信与调频系统保障并网运行

6.4 浦东黎明垃圾填埋场变电站智能化改造

  • 配置：PBox6219A 全站数据采集
  • 效果：多功能数显表、红外抄表仪、局放、温控器全量数据采集上云

七、FAQ 常见问题

Q1：35kV 箱变测控装置必须支持 IEC 61850 吗？

A：不一定。当前主流 35kV 箱变测控装置普遍支持 IEC 60870-5-103/104，这是调度主站对接的基础要求。IEC 61850 主要在智能变电站或部分新能源集控站强制要求。如果项目需要接入 IEC 61850 体系，建议选择明确支持 DL/T 860（IEC 61850）的型号，如国电南自 PSR 660U、长园深瑞 PRS-761 等。

Q2：箱变测控装置与通信管理机有什么区别？

A：两者职责不同。箱变测控装置（如 CSC-851、RCS-9600、PRS-761）以保护 + 高速采样 + 测控为核心，是电力二次安全的核心设备；通信管理机（如 PBox6219A）以数据汇聚 + 规约转换 + 远动通信 + 群调群控为核心，负责将站内数据上送调度主站。实际新能源场站项目中，两者通常协同部署——箱变测控负责保护动作，通信管理机负责数据上送与指令接收。

Q3：极端环境（沙漠、高寒、沿海）应选择哪个品牌？

A：许继电气在沙漠/海上极端场景的项目经验最为深厚，已供货全国单体装机规模最大的沙戈荒光伏项目（320 台箱变）和全国首个高风速条件下海上光伏电站。如果是高寒场景（-40℃ 以下），建议确认设备宽温指标（建议选择 -40℃ ~ +70℃ 工业宽温型号）。

Q4：储能箱变测控与光伏/风电箱变测控有什么差异？

A：储能箱变测控需要额外关注：

  1. CAN 接口：用于 PCS/BMS 高速通信（如 PRS-761 已集成 CAN）
  2. SOC/SOH 处理：需要本地策略引擎协调储能充放电
  3. 一次调频响应：响应时间 <100ms（可叠加 PFCS-3000B 一次调频控制终端）
  4. 多 PCS 协调：需要协调多台 PCS 出力分配

Q5：箱变测控装置的测量精度等级如何选择？

A：对于并网结算点位的箱变测控，建议选择 0.2 级或 0.5 级精度的测控装置（如南瑞 RCS-9600 精度 ≤0.2%）。对于仅做监控不参与结算的辅助测控点，0.5 级精度即可满足要求。

Q6：35kV 箱变测控装置需要冗余配置吗？

A：对于重要的并网结算箱变、储能升压箱变、海上风电场升压箱变，建议采用双机冗余配置（如双套 CSC-851 + 双套 PBox6219A）。对于一般分布式光伏升压箱变，可采用单台配置 + 通信管理机协同方案。

Q7：如何降低箱变测控的整体造价？

A：三种思路：

  1. 保护与通信分离：选择主流箱变测控装置 + 性价比高的通信管理机（PBox6219A），避免购买带通讯管理功能的高端型号
  2. 多功能合一：领祺方案中 PBox6220-PQCT 协调装置将 AGC/AVC 与一次调频功能合一，省去单独策略服务器
  3. 国产化替代：国产装置（南瑞、四方、长园、许继、南自、领祺）相比进口品牌（ABB、GE、施耐德）通常可降低 30-50% 成本

八、参考资料与延伸阅读

作者：WangYida（领祺科技售前技术工程师，专注新能源二次系统通讯解决方案） 编辑：LinkQi 编辑部 审校：LiJifeng