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常见光伏场站设备通讯故障分析及处理

江西省抚州市344000

摘要：光伏发电区光伏汇流箱作为电站的关键设备之一，实时采集和上传光伏组件的电压、电流等重要数据，起到承上启下的作用，为分析、判断光伏组件缺陷、故障提供可靠数据支持。另外，随着通信及自动化技术的不断发展，光伏电站正向无人值守、智能化的方向发展。因此，汇流箱的通讯可靠性就显得尤为重要。

关键词：通讯；干扰；故障

在可再生能源电力行业发展方面，国家发展改革委于2016年12月下发的《可再生能源发展“十三五”规划》中提出，实现2020年和2030年非化石能源分别占一次能源消费比重15%和20%的目标。其中，“十三五”期间，新增投产常规水电4000万千瓦，新开工常规水电6000万千瓦；到2020年底，全国风电并网装机确保达到2.1亿千瓦以上；到2020年底，全国太阳能发电并网装机确保实现1.1亿千瓦以上等。这表明在“十三五”及未来较长一段时期，国家对清洁可再生能源的需求增长较快，市场前景广阔。

地面集中式光伏电站光伏发电区汇流箱分布广、数量多，RS485总线负责将汇流箱的各项参数传输至后台。由于汇流箱采集各支路光伏组件电压、电流等数据，故对电站运行监控及各回路组件运行数据分析对比起到重要作用。而在实际运行中可能存在因设计不合理、施工质量低、大电流高压电缆干扰等因素，汇流箱通讯不稳定及中断故障频繁发生，给运行监控人员带来不便并且增加了运维量。文章分析了产生干扰的原因，并提出了解决方案。

1．通讯故障原因

目前多数光伏电站建设为了抢电价并网，存在赶工期现象，导致工程质量差，后期进行光伏汇流箱通讯调试及运行中会发现很多问题。这些问题若不能及时处理，对汇流箱通信的可靠性提出严峻的考验。

1.1通讯装置参数设置错误，主要包含站地址设置错误、站波特率设置错误、通讯模式设置错误。

1.2通讯电缆接线错误，主要包括A、B、屏蔽层线接反、电缆虚接、通讯管理机内实际接线与通讯装置回路不对应。

1.3通讯电缆接地方式，本工程施工期间，根据设备技术说明书及设计图纸，将内外屏蔽层作为一层采用单点接地，无法充分发挥双重屏蔽层抗干扰的优势，在电磁干扰较大时力所不及。

1.4电缆敷设方式，工程敷设汇流箱RS485通讯电缆，在进入逆变器室时，采用成束与动力电缆并行进入逆变器电缆沟内，无专用通道，且与动力电缆紧贴放置在同一电缆固定架上。根据《GB-50311-2007综合布线工程规范》要求，通讯电缆与其平行敷设动力电缆间距不满足要求，在实际运行中对通讯产生干扰，经现场测试采取单点接地，因接地不可靠导致通讯线路压降超过2V。

1.5高频干扰，工程通讯管理机安装在两台逆变器中间，逆变器产生的高频信号，频率高达几百KHz，通过功率线耦合到了通讯线上，这种干扰对信号解析影响很大，导致数据无法正确解析，出现丢帧或无法通信现象。

2．通讯故障处理方式

2.1检查参数设置

一般情况汇流箱通讯参数主要包含站地址、波特率及通讯协议，其中地址根据上位机定义进行设置，如1号汇流箱设置为01，依次类推；波特率根据汇流箱说明书选择设置，一般波特率为9600；通讯协议根据设备说明书进行设置，一般选择modbus通讯协议。

2.2通讯电缆接线检查

汇流箱RS-485通讯组网连接时，仅需将A、B、屏蔽层接至端子排对应端子即可，且满足以下要求：

1）通讯电缆必须用双绞屏蔽电缆，端子屏蔽层需剥离干净，以免通讯端子螺丝直接压接在屏蔽层，造成通讯线虚接；

2）通讯电缆屏蔽层应连续，通讯电缆采用菊花链即手拉手连接时，屏蔽层之间也要可靠连接在一起，且屏蔽层必须接大地；

3）A、B接线时注意不要接反，A与B互为双绞接线。

4）485通讯网络接线必须采用菊花链即手拉手方式（不能采用星形）。

2.3更改屏蔽线接地方式

???RS-485通讯主要受到的干扰是电磁干扰和高频干扰，常规消除干扰的方法包括：①采用屏蔽双绞线并有效接地，②强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽，③布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线。对于第2、3方式一般在工程建设中选用，但实际施工过程中由于设计、人员工作责任心、偷工减料等原因，并未做到采用镀锌管和远离高压电缆进行施工。若后期改造成本高，因此一般选用有效接地进行方式消除干扰。而该项目根据厂家出厂说明书和设计院设计图纸，汇流箱通讯线只需在通讯管理机柜内进行单点接地，但实际运行中发现该方案不能消除干扰，甚至因为干扰太大将通讯装置输出电压拉低甚至烧坏。现场通过大量试验，与通讯柜连接的第一个汇流箱内增加一组接地线，通讯装置抗干扰能力可提升2V左右，最终试验出采用两点接地即可消除干扰。

2.4通讯板匹配电阻

RS-485是差分电平通信，在距离较长或速率较高时，线路存在回波干扰，此时要在通信线路首末两端并联120Ω匹配电阻。推荐在通