一、 項目背景與需求

隨著新能源電站與智能微電網(wǎng)的快速發(fā)展，某大型光儲一體化項目部署了多套**儲能電池系統(tǒng)（BESS）**。這些儲能設(shè)備的本地監(jiān)控系統(tǒng)或電池管理系統(tǒng)（BMS）普遍采用**Modbus RTU/TCP協(xié)議**進行數(shù)據(jù)交互，可提供電池組電壓、電流、SOC（荷電狀態(tài)）、溫度、功率及告警狀態(tài)等關(guān)鍵信息。

然而，電站的上級**電力調(diào)度與能量管理平臺（EMS）** 要求所有廠站端設(shè)備必須采用電力系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn) **IEC 61850（站控層）** 協(xié)議進行通信，以實現(xiàn)統(tǒng)一的模型化管理、數(shù)據(jù)訂閱與遠(yuǎn)程控制。

項目面臨的核心挑戰(zhàn)是：如何將分散的、非標(biāo)準(zhǔn)化的Modbus儲能設(shè)備數(shù)據(jù)，**安全、可靠、標(biāo)準(zhǔn)化**地接入到基于IEC 61850的電力管理平臺，滿足電網(wǎng)對數(shù)據(jù)實時性、模型規(guī)范性和遠(yuǎn)程可控性的嚴(yán)格要求。

二、 解決方案：VFbox協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)

項目采用**仰科VFbox系列智能協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)**作為核心通信橋梁，構(gòu)建了“Modbus to IEC 61850”的標(biāo)準(zhǔn)化接入方案。該方案優(yōu)勢突出：

1.  **協(xié)議深度融合**：網(wǎng)關(guān)同時原生支持**Modbus主站/從站**與**IEC 61850服務(wù)器（IEC 61850-8-1 MMS）** 協(xié)議。

2.  **模型標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)**：可將Modbus數(shù)據(jù)點靈活映射為標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850邏輯設(shè)備（LD）、邏輯節(jié)點（LN）及數(shù)據(jù)對象（DO/DA），如GGIO、MMXU等，并生成標(biāo)準(zhǔn)**ICD（IED能力描述）文件**，便于平臺直接導(dǎo)入和模型識別。

3.  **四遙功能完整**：完美支持**遙測（MV）、遙信（SPS）、遙控（SPC）、遙調(diào)（APC）**，滿足平臺對數(shù)據(jù)的全面監(jiān)測與控制需求。

4.  **配置化免開發(fā)**：通過`VFBOX Studio`軟件進行圖形化配置，無需編寫復(fù)雜的61850建模代碼，大幅降低技術(shù)門檻和實施周期。

三、 系統(tǒng)架構(gòu)

```

[儲能設(shè)備1-BMS] ----(Modbus RTU/RS485)-------

[儲能設(shè)備2-PCS] ----(Modbus TCP/Ethernet)-----→ [VFbox協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)] ←(IEC 61850 MMS over TCP/IP)→ [電力管理平臺(EMS)]

[儲能設(shè)備n-...] ----(Modbus ...)---------------

          (數(shù)據(jù)采集與匯聚)                          (協(xié)議轉(zhuǎn)換與模型映射)          (標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接收與監(jiān)控)

```

**（圖示：VFbox網(wǎng)關(guān)作為協(xié)議轉(zhuǎn)換核心，匯聚多臺Modbus儲能設(shè)備數(shù)據(jù)，并以標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850服務(wù)器身份與上級電力管理平臺通信。）**

四、 實施步驟詳解

#### **1. 現(xiàn)場部署與網(wǎng)絡(luò)連接**

- 將各儲能設(shè)備（BMS、PCS等）的Modbus通信接口（RS485或以太網(wǎng)）連接至VFbox網(wǎng)關(guān)對應(yīng)的端口。

- 通過站控層交換機，將VFbox網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)口接入電站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，確保其與電力管理平臺網(wǎng)絡(luò)可達。

- 為網(wǎng)關(guān)接通可靠的直流或交流電源。

#### **2. 配置VFbox采集Modbus儲能設(shè)備數(shù)據(jù)**

- 在工程師站電腦上運行`VFBOX Studio`，創(chuàng)建新工程，選擇匹配的網(wǎng)關(guān)型號。

- **創(chuàng)建設(shè)備驅(qū)動**：根據(jù)儲能設(shè)備實際接口，添加“Modbus RTU”或“Modbus TCP”驅(qū)動。

- **配置通信參數(shù)**：設(shè)置與儲能設(shè)備一致的波特率、站地址、寄存器地址映射等。

- **定義數(shù)據(jù)點（Tag）并規(guī)范命名**：這是與61850映射的關(guān)鍵。嚴(yán)格按照IEC 61850模型規(guī)范命名：

    - **遙信（開關(guān)量狀態(tài)，如故障、開關(guān)位）**：標(biāo)簽名設(shè)為 `Ind1`, `Ind2`, `Ind3`...

    - **遙測（模擬量，如電壓、電流、SOC）**：標(biāo)簽名設(shè)為 `AnIn1`, `AnIn2`, `AnIn3`...

    - **遙控（開關(guān)量控制，如分合閘）**：標(biāo)簽名設(shè)為 `SPCSO1`, `SPCSO2`...

    - **遙調(diào)（模擬量設(shè)定，如功率設(shè)定值）**：標(biāo)簽名設(shè)為 `APC1`, `APC2`...

- **驗證采集**：下載工程至網(wǎng)關(guān)，使用“查看數(shù)據(jù)”功能，確認(rèn)所有Modbus數(shù)據(jù)點采集正常。

#### **3. 配置IEC 61850協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)與模型構(gòu)建**

- 在軟件中啟用 **IEC 61850** 服務(wù)功能。

- **配置IED參數(shù)**：

    - 設(shè)置網(wǎng)關(guān)的**IED名稱**（如`BESS_GATEWAY_01`），該名稱將在61850網(wǎng)絡(luò)中唯一標(biāo)識本網(wǎng)關(guān)。

    - 配置**邏輯設(shè)備名稱**（如`BATTERY01`），一個網(wǎng)關(guān)可支持多個邏輯設(shè)備以管理大量數(shù)據(jù)點。

    - 設(shè)置**報告控制塊（RCB）**、**采樣周期**、**上送觸發(fā)條件**（如周期上送、變化上送）等，滿足平臺對數(shù)據(jù)實時性的要求。

- **數(shù)據(jù)映射與模型關(guān)聯(lián)**：

    - 進入61850配置界面，將之前定義的Modbus數(shù)據(jù)點，拖拽或添加到對應(yīng)的61850數(shù)據(jù)集中。

    - 例如，將`AnIn1`（電池電壓）映射為 `MMXU1.PhV.phsA`（測量邏輯節(jié)點A相電壓）；將`Ind1`（總故障信號）映射為 `GGIO1.Ind1.stVal`（通用I/O邏輯節(jié)點開關(guān)狀態(tài)）。

- **生成ICD配置文件**：配置完成后，利用軟件功能或通過**IEDScout**等工具連接網(wǎng)關(guān)，導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)格式的**ICD文件**。此文件包含了完整的IED數(shù)據(jù)模型，可直接提交給電力管理平臺廠家，用于在平臺側(cè)快速完成設(shè)備建模與數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建。

#### **4. 平臺側(cè)組態(tài)與聯(lián)調(diào)**

- 將VFbox網(wǎng)關(guān)生成的**ICD文件**導(dǎo)入電力管理平臺（EMS）的SCD配置工具或系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

- 在平臺側(cè)完成通信參數(shù)配置（IP地址、TCP端口），并與網(wǎng)關(guān)IED名稱建立關(guān)聯(lián)。

- 進行**四遙功能測試**：

    - **遙測、遙信測試**：在平臺端查看電池電壓、SOC、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)，與儲能設(shè)備本地顯示值、網(wǎng)關(guān)采集值進行對比，驗證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

    - **遙控、遙調(diào)測試**：在平臺端下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令（如啟動/停止）或設(shè)定值（如充放電功率），觀察儲能設(shè)備是否正確響應(yīng)，驗證控制鏈路可靠性。

- 進行**長期穩(wěn)定性與網(wǎng)絡(luò)異?；謴?fù)測試**，確保通信鏈路健壯。

五、 項目成果與價值

1.  **實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化無縫接入**：成功將非標(biāo)準(zhǔn)的Modbus儲能設(shè)備群，**零代碼改造**接入標(biāo)準(zhǔn)化的IEC 61850電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，完全滿足電網(wǎng)公司對新建新能源廠站的通信規(guī)約要求。

2.  **大幅提升實施效率與經(jīng)濟性**：相比傳統(tǒng)定制開發(fā)61850通信服務(wù)的方式，本方案通過配置化實施，將項目通信部分的部署周期從數(shù)月縮短至數(shù)周，**顯著降低了人力成本與時間成本**。

3.  **增強系統(tǒng)互操作性與可維護性**：標(biāo)準(zhǔn)化的ICD模型文件使得不同廠家的EMS平臺都能快速識別和接入，極大增強了系統(tǒng)的**開放性和互操作性**。后期點位變更或設(shè)備擴容，只需更新配置并重新導(dǎo)出ICD文件即可。

4.  **保障數(shù)據(jù)安全與可控**：網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了協(xié)議層的安全轉(zhuǎn)換與隔離，同時完整的“四遙”功能使得調(diào)度中心能夠?qū)δ芟到y(tǒng)進行**精準(zhǔn)的實時監(jiān)控與柔性控制**，提升了電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力與安全運行水平。

5.  **為高級應(yīng)用奠基**：穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)的實時數(shù)據(jù)流，為后續(xù)實現(xiàn)**儲能聚合調(diào)控、虛擬電廠（VPP）參與、輔助服務(wù)市場交易**等高級應(yīng)用提供了堅實可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

六、 總結(jié)

通過部署仰科VFbox協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，該光儲一體化項目高效、經(jīng)濟地破解了存量Modbus設(shè)備接入新一代智能化電力系統(tǒng)的難題。本案例充分證明了VFbox網(wǎng)關(guān)在實現(xiàn)**工業(yè)協(xié)議與電力標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議深度融合**方面的強大能力。它不僅是簡單的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，更是構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷-儲”友好互動新型電力系統(tǒng)進程中，實現(xiàn)海量異構(gòu)設(shè)備**標(biāo)準(zhǔn)化、模型化、智能化**接入的關(guān)鍵使能部件，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。