T/CES 215-2023 分布式光伏通信规约转换器技术规范

《T/CES 215-2023 分布式光伏通信规约转换器技术规范》主要内容的详细总结：

​​核心目标：​​ 规范分布式光伏通信规约转换器（以下简称“转换器”）的设计、制造和验收，确保其可靠、安全、兼容地实现分布式光伏逆变器数据采集与上级系统（集中器/智能融合终端）的数据交互。

​​主要内容结构：​​

1. ​​前言 (Preface):​​
   • 说明标准起草依据（GB/T 1.1-2020）。
   • 提示可能存在专利。
   • 提出单位：中国电工技术学会。
   • 归口单位：中国电工技术学会标准工作委员会能源智慧化工作组。
   • 起草单位：列举了包括山东华科、国网山东电科院、积成电子等在内的多家单位。
   • 主要起草人：列举了李立生等主要起草人姓名。
   • 首次发布。
2. ​​范围 (Scope):​​
   • 规定了转换器的技术要求和检验规则。
   • 适用于转换器的设计、制造及验收。
3. ​​规范性引用文件 (Normative References):​​
   • 列出了标准中引用的关键国家标准（GB/T系列）、行业标准（DL/T系列、NB/T系列）等，这些文件的部分条款构成本标准的要求。
4. ​​术语和定义 (Terms and Definitions):​​
   • 定义了标准中使用的关键概念：
     • 集中器 (Concentrator)
     • 智能融合终端 (Intelligent Fusion Terminal)
     • 光伏逆变器 (Photovoltaic (PV) Inverter)
     • 分布式光伏通信规约转换器 (Distributed Photovoltaic Communication Protocol Converter)：核心设备，采集逆变器数据并通过电力载波等与上级终端通信。
     • 用电信息采集终端 (Electric Energy Data Acquire Terminal)
     • 分布式光伏 (Distributed Photovoltaic)
5. ​​缩略语 (Abbreviations):​​
   • 定义了标准中使用的缩略语：
     • 转换器 (Converter)：指代分布式光伏通信规约转换器。
     • 上级终端 (Master Terminal)：指集中器或智能融合终端。
6. ​​结构要求 (Structural Requirements):​​
   • ​​5.1 转换器外形:​​
     • 要求配备运行、上行通信、下行通信状态指示灯。
     • 需支持本地维护接口：蓝牙、红外或RS485，用于参数设置、抄读数据，需权限密码管理。
   • ​​5.2 外壳及其防护性能:​​
     • ​​机械强度：​​ 外壳需足够坚固，撞击变形不影响功能。
     • ​​阻燃性能：​​ 非金属外壳需符合GB/T 5169.11-2017阻燃要求。
     • ​​防护等级：​​ 外壳需满足IP51（防尘和防滴水）。
   • ​​5.3 接线端子:​​
     • 外部连接需通过端子排。
     • 强弱电端子分开排列并绝缘隔离。
     • 端子尺寸需匹配规定线径（强电：1.5-2.5mm²；弱电：0.5-1.5mm²）。
     • 端子排需满足最小电气间隙、爬电距离要求（见7.7）和GB/T 5169.11-2017阻燃要求。
   • ​​5.4 金属部分的防腐蚀：​​ 暴露金属部分需有防锈防腐涂层或镀层。
7. ​​功能要求 (Functional Requirements):​​
   • ​​6.1 通信功能:​​
     • ​​方式：​​ 上行（对上级）建议电力线载波、4G；下行（对逆变器）建议RS485；维护建议蓝牙、红外、RS485。
     • ​​速率：​​
       • 上行载波：115.2 kbit/s
       • 维护RS485：默认9600 bit/s (偶,8,1)，设置时建议38400 bit/s
       • 下行RS485：默认9600 bit/s (无,8,1)，需自适应逆变器速率（自动匹配）。
       • 红外：1200 bit/s (偶,8,1)
     • ​​协议：​​
       • 上行协议：支持DL/T 698.45-2017及其扩展协议（详见附录A）。
       • 下行协议：支持常见光伏逆变器厂家协议。
       • 关键功能：支持​​下行协议自动识别​​，自动将上行协议转换为识别出的下行协议。
     • ​​数据加密：​​ 需内置ESAM安全芯片，支持软硬件升级实现通信加密。
   • ​​6.2 数据采集功能:​​
     • 支持逆变器数据透传采集和自动采集。
     • 支持分钟级采集（可远程/本地设置间隔），采集项至少包括电压、有功/无功功率、功率因数。
     • 容量要求：遥测点≥2000个，遥信点≥512个。
   • ​​6.3 采集数据可靠性:​​
     • ​​准确度：​​ 采集数据需与逆变器示值一致。
     • ​​成功率 (测试条件)：​​
       • 有线下行信道：一次抄读成功率 >99%（测试次数≥400次）。
       • 公式定义：ηₛ = (n₁ / n) × 100% (ηₛ为一次抄读成功率，n₁为成功次数，n为总次数)。
     • ​​总差错率：​​ ηₑ = (m₁ / m) × 100% ≤ 0.1%（ηₑ为总差错率，m₁为不满足7.6要求的数据个数，m为总数据个数）。当m ≤ 500时，差错率应为0。
   • ​​6.4 连续通电稳定性：​​ 通电72小时，每8小时抽测，功能和性能需满足要求。
   • ​​6.5 失电数据和时钟保持：​​ 断电不误读，恢复后数据不丢失。时钟日计时误差 ≤ ±0.5秒/天。
   • ​​6.6 数据转发功能：​​ 支持上级终端与逆变器间数据双向转发。
   • ​​6.7 维护功能:​​
     • ​​参数设置/查询：​​ 支持设置/查询时钟、地址、数据老化时间、采集频度等。时钟日误差 ≤ ±0.5秒/天，支持对时。
     • ​​自检自恢复：​​ 能检测上下行通信异常并尝试自恢复。
     • ​​初始化：​​ 支持本地命令初始化（硬件/参数区/数据区）。
     • ​​升级：​​ 支持远程及本地升级。
     • ​​通信单元信息：​​ 能读取本地通信单元供应商、型号、版本信息。
   • ​​6.8 对时功能:​​
     • 分层对时，转换器对时误差 ≤ ±10秒；与上级终端时钟日误差 ≤ ±0.5秒/天。
     • 转换器时钟超差时，由上级终端上报主站，主站允许后可启动对时（广播或点对点）。
8. ​​技术要求 (Technical Requirements):​​
   • ​​7.1 环境条件:​​
     • ​​参比：​​ 温度23°C，湿度40-60%。
     • ​​运行范围：​​ 分气候级别(C1, C2, C3, CX)，温度范围从-5°C到+70°C不等（如C3: -40°C to +70°C），湿度范围5-100%不等（含凝露），最大温变率0.5-1°C/h。场所类型包括遮蔽和户外。
     • ​​大气压力：​​ 63.0kPa~108.0kPa（海拔4000m及以下）。
   • ​​7.2 工作电源：​​
     • 交流单相供电，220V (-20%~+20%)，50Hz (-6%~+2%)。
     • 工作状态下交流磁通密度 < 0.5mT。
   • ​​7.3 功率消耗：​​
     • 非通信状态：视在功率 ≤ 5V·A，有功功率 ≤ 3W。
     • 通信状态：视在功率 ≤ 8V·A，有功功率 ≤ 5W。
   • ​​7.4 可靠性指标：​​ 平均无故障工作时间(MTBF) ≥ 7.6 × 10⁴ 小时。
   • ​​7.5 温升：​​ 环境温度40°C时，外表面温升 ≤ 25K。
   • ​​7.6 抗过压能力：​​ 能耐受1.9倍标称电压输入。
   • ​​7.7 绝缘要求:​​
     • ​​绝缘电阻：​​ 规定了正常条件和湿热条件下，不同额定绝缘电压(Ui)对应的最小绝缘电阻值（5MΩ或1MΩ，使用250V或500V绝缘电阻表）。
     • ​​绝缘强度：​​ 不同Ui对应的工频耐压试验电压（500V~2500V），1分钟不击穿/闪络，泄漏电流≤5mA。
     • ​​冲击电压：​​ 不同回路（电源>60V: 5kV; ≤60V: 1kV; 交流输入: 5kV）施加1.2/50μs波形（正负各3个脉冲），试验后基本误差需满足要求。
   • ​​7.8 电磁兼容性：​​
     • ​​电压突降/中断：​​ 能承受100%电压突降和0.5s中断。
     • ​​高频干扰：​​ 承受2.5kV衰减振荡波干扰（1MHz）。
     • ​​快速瞬变脉冲群：​​ 承受不同级别/回路的脉冲群干扰（1-4kV）。
     • ​​浪涌：​​ 承受不同级别/回路的浪涌干扰（2-4kV，1.2/50μs波形）。
     • ​​静电放电：​​ 承受接触放电（±6kV或±8kV）和空气放电（±8kV或±15kV）。
     • ​​工频/阻尼振荡磁场：​​ 承受不同级别的磁场干扰（30-100A/m）。
     • ​​辐射电磁场：​​ 承受不同频段/级别的场强干扰（10-30V/m）。
     • 所有EMC试验后，装置性能需满足7.1的要求。
   • ​​7.9 机械振动性能：​​ 承受2-9Hz/0.3mm 和 9-500Hz/1m/s²振动，无损坏脱落，性能满足要求。
   • ​​7.10 连续通电的稳定性：​​ 出厂前需≥72h连续通电试验，性能合格。
   • ​​7.11 可靠性：​​ 本体MTBF ≥ 50,000小时，使用寿命≥8年。
9. ​​附录A (规范性) 扩展协议 (Normative Appendix A: Extended Protocol):​​
   • 定义了DL/T 698.45-2017的扩展协议对象，用于转换器与上级系统交互光伏特定数据和控制命令：
     • ​​对象标识 OI=4820 (接口类 IC=8)： 分布式光伏​​
       • 属性：基础信息（额定有功/无功功率）、运行状态（开/关机）、当前无功/有功功率百分比。
       • 方法：逆变器开关机、控制逆变器负荷（调节方式：有功功率、无功功率、功率因数、有功功率百分比、无功功率百分比）。
     • ​​对象标识 OI=3E61 (接口类 IC=7)： 光伏越限事件​​
       • 属性：事件记录表、配置参数（限值、持续时间）。
       • 事件源：电压、有功功率、无功功率、功率因数越限。
       • 关联对象：发生时刻的电压、有功功率、无功功率、功率因数。
     • ​​对象标识 OI=2E41 (接口类 IC=6)： 发电量​​
       • 属性：总、当月、上月、当日、昨日、今年、去年的发电量值。

​​总结要点：​​

• 该标准详细规定了分布式光伏系统中用于协议转换和数据采集的关键设备——通信规约转换器的​​结构、功能、性能和测试要求​​。
• ​​核心功能​​是采集逆变器数据（特别是分钟级电参量）、​​自动识别并转换​​不同逆变器协议、通过电力线载波或4G与上级系统通信（使用DL/T 698.45及其扩展协议）。
• 对​​可靠性、稳定性、环境适应性、电磁兼容性（EMC）​​ 提出了严格要求（包括具体测试等级和方法），确保设备在各种工况下稳定运行。
• 强调了​​数据采集的准确性和成功率​​（>99%一次抄读成功率，≤0.1%总差错率）。
• 定义了​​本地维护​​（参数设置、升级、诊断）和​​安全特性​​（ESAM加密）。
• 规范了​​时钟同步​​机制（分层对时）。
• 附录提供了​​专用的数据模型和接口​​（扩展协议），用于高效传输光伏电站状态、控制命令、越限事件和发电量统计数据。
• 目标是确保转换器设计制造的一致性、兼容性、可靠性和安全性，促进分布式光伏的有效监控和管理。