光伏电站通讯干扰分析及解决方案

光伏电站通讯干扰分析及解决方案

崔峻川1 董学龙2 贺思源2 张奕哲2

1华能新疆三塘湖风力发电有限责任公司哈密市分公司 839000

2华能新疆能源开发有限公司新能源东疆分公司雅满苏光伏电站 839000

摘要：随着科技的发展进步，光伏电站的发展和应用正逐渐增多，然而随着光伏电站数量的增加，其通讯系统也面临着越来越严重的干扰问题。光伏电站通信干扰是指光伏系统中的通信设备由于外部干扰或内部故障而出现通信异常或中断的现可能会导致数据传输错误、通信不稳定或者丧失远程监控和调度的功能，从而影响电站的正常运行和管理，给光伏电站的安全稳定运行带来了威胁。因此，本文旨在通过对光伏电站通讯干扰的分析，探讨其产生原因和影响，进一步提出解决方案以减少或消除通讯干扰，从而保证光伏电站系统的可靠运行。

关键词：光伏电站；通讯干扰分析；解决方案

一、引言

光伏电站通讯系统在光伏电站的运行与管理中起着至关重要的作用，负责实时监测光伏电站各个部件的运行状态、采集数据并传输给监控中心，同时还承担着对电站进行远程操作与控制的功能。因此，通讯系统的稳定和可靠性对光伏电站的正常运行具有重要影响。目前在光伏电站通讯系统的运行中，还存在辐射干扰、电源干扰以及传导干扰等干扰因素，然而受到通讯干扰因素的影响，在通讯系统运行中会造成数据丢失、错误数据传输、通信中断等问题，进而影响电站的监控、运维和有效管理[1]。另外，通讯干扰还会导致信号质量下降，降低系统的安全性和可靠性，甚至对电站设备造成损坏。随着光伏电站规模的不断扩大和智能化程度的提高，通讯系统对于稳定、高效、安全的要求也越来越高。因此，需要进一步深入研究光伏电站通讯干扰分析及解决方案，为光伏电站通讯系统的优化与提升提供技术支持，提高光伏电站通讯系统的稳定性和可靠性，保障光伏电站的正常运行。

二、光伏电站通讯干扰分析

（一）辐射干扰

辐射干扰是指来自外部无线电辐射源的电磁波信号对光伏电站通讯系统的不良影响[2]。辐射干扰产生原因包括电源线附近高功率设备的辐射噪声、邻近无线电发射设备的电磁波辐射等，辐射干扰会导致信号丢失、信噪比下降、数据错误等问题。当前在光伏电站中的辐射电磁场主要由逆变器等设备在运行过程中产生的谐波引起。逆变器是将直流电能转化为交流电能的设备，在此转换过程中会产生谐波分量，这些谐波分量以辐射形式传播，会干扰综合自动化系统中的智能通信设备。这种辐射干扰会对综合自动化系统的智能通信设备造成影响，使智能通信设备接收到来自逆变器等设备的噪声信号，从而导致通信信号质量下降或甚至通信中断，影响到光伏电站的监控、数据采集、远程控制等功能，进而影响电站的正常运行和管理。

（二）电源干扰

电源干扰是指光伏电站中各种电子设备的电源系统产生的干扰对通信系统的影响。在光伏电站中，存在着多种电源干扰的原因和形式。目前智能通讯设备的电源常采用隔离电源，其目的是通过隔离电路来减少外部电源干扰对通讯系统的影响，然而，隔离电源的结构和制造工艺等因素可能会影响其隔离性能，进而影响通讯系统的稳定运行。

（三）传导干扰

传导干扰是指光伏电站中各种电子设备的高频信号传输过程中，通过导线、电缆或共用地线等途径对其他设备产生的干扰。首先，光伏电站中各设备的接地方式可能存在问题，如接地电阻过大、接地线路不良等，导致不同设备之间的接地电位差较大，产生传导干扰。其次，光伏电站中各种信号线路与高频设备的电源线路、开关线路等走向重叠，造成信号线路的传导干扰。传导干扰会导致信号的波形发生变化，使得设备无法正确解析信号，导致通讯故障，造成数据丢失或错误。

三、光伏电站通讯干扰的解决方案

（一）合理优化电缆布置更改屏蔽接地

为了更好的减少光伏电站通讯传导干扰问题的产生，还需要进一步优化电缆布置，对电缆的屏蔽接地方式进行更改，为光伏电站的通讯系统稳定性带来保障。首先，设计合适的布线规划，在设计阶段，应根据电缆长度、环境条件等因素，合理布置电缆线路，尽量减少电缆之间的交叉和并行，以降低电磁干扰的可能性。其次，分离强弱电路，将强电设备和弱电设备分开布置，并采用不同的电缆走线通道，通过分离有效减少传导干扰。除此之外，尽量减少电缆的长度，有效降低信号传输过程中的干扰，使用信号放大器或增加中继站来补偿信号损耗。同时在屏蔽接地设置中，选择合适的屏蔽接地措施，例如，在电缆的外层添加金属网或箔片，将其接地，形成屏蔽层，以阻挡外界电磁波的干扰。最后，在光伏电站通讯系统中使用抗干扰设备，如抗干扰滤波器、隔离放大器等，有效减少干扰信号对通信质量的影响，提高通信质量和稳定性[3]。

（二）加装通讯模块提升通讯能力

光伏电站通讯干扰问题能够通过加装通讯模块来提升通讯能力，有效提升光伏电站的通讯能力，降低通讯干扰的影响，保障光伏电站的正常运行和数据传输。首先，实施系统升级与优化，对光伏电站的通讯系统进行升级和优化，采用更先进的通讯模块，新一代的通讯模块通常具有更高的传输速率、更强的抗干扰能力和更稳定的信号传输质量，有效提升光伏电站的通讯能力。其次，引入双机热备方案，在光伏电站的通讯系统中引入双机热备方案，即同时部署两套通讯模块，一套为主模块，另一套为备用模块。主模块负责正常的通讯任务，备用模块处于待命状态，当主模块发生故障或干扰时，备用模块能够立即接管通讯任务，确保通讯的连续性和稳定性。除此之外，增加信号放大器，在光伏电站的通讯线路上增加信号放大器。信号放大器有助于增强通讯信号的强度，减少信号衰减，提高信号的传输质量和稳定性，从而提升通讯能力，减少干扰的影响。最后，加装滤波器和匹配电阻，滤波器用于过滤掉频率范围内的干扰信号，选择合适的频率特性和带宽，将干扰信号滤除，从而提高通讯信号的质量和稳定性。匹配电阻用于匹配通讯线路的输入和输出阻抗，提高信号的传输效率和抗干扰能力，根据通讯线路的特性和要求进行合理匹配，以确保信号的正常传输。

（三）采取光纤通讯形式避免电磁感应

在光伏电站通讯系统中，为了更好的降低通讯干扰，通过采用光纤通信形式，有效地避免电磁感应带来的干扰问题，提高光伏电站通信的可靠性和稳定性。首先，采用光纤传输，光纤通信是一种通过光信号传输数据的通信方式，相比于传统的电缆传输方式，光纤传输具有高速、抗干扰性强等优势，通过使用光纤传输技术，有效避免电磁感应导致的干扰问题。其次，更换通信设备，将原有的电缆通信设备更换为光纤通信设备，包括光纤收发器、光纤交换机等，这些设备能够将电信号转换成光信号进行传输，避免了电磁感应带来的干扰。除此之外，隔离电磁干扰源，对电磁干扰源采取隔离措施，将其与通信线路隔离开来，防止其对光纤通信系统造成干扰。例如，在设计光伏电站时，将通信设备与其他电气设备进行分隔布置，确保其不会产生干扰。并且需要定期检查和维护光纤通信设备，确保其正常运行，加强对光缆线路的保护，避免损坏和外界干扰的影响。

四、结论

综上所述，光伏电站通讯干扰是影响光伏电站正常运行和数据传输的重要问题，因此，为了更好的保障光伏电站通讯系统的稳定性及安全性，还需要进一步通过合理优化电缆布置更改屏蔽接地、加装通讯模块提升通讯能力、采取光纤通讯形式避免电磁感应等解决方案，更好的对辐射干扰、电源干扰以及传导干扰的问题进行解决，提升光伏电站的通讯能力，确保其正常运行和数据传输。

参考文献：

[1]谢飞.浅析光伏汇流箱中RS485通讯抗干扰技术的应用[J].中外企业家,2018(13):105.

[2]高新杰.光伏电站通讯装置故障技改方案[J].电力设备管理,2020(05):116-117+144.

[3]崔世辉,张欣鹏,王琨.光伏电站场区通讯故障诊断与处理研究[J].科学技术创新,2019(01):74-75.

第一作者：崔峻川 1989年09月14日 男 甘肃古浪 汉族 本科 光伏电站负责人 华能新疆三塘湖风力发电有限责任公司哈密市分公司 研究方向:新能源发电

第二作者：董学龙 1998.07.03 男 甘肃定西 汉 大学本科 运维员 华能新疆能源开发有限公司新能源东疆分公司华能雅满苏光伏电站 研究方向:电气工程及其自动化

第三作者：贺思源 1998.02.17 男 辽宁抚顺 汉 大学专科 运维员 华能新疆能源开发有限公司新能源东疆分公司华能雅满苏光伏电站 研究方向:电气工程及自动化

第四作者：张奕哲 1999.01.15 男 新疆 汉 本科 运维员 华能新疆能源开发有限公司新能源东疆分公司雅满苏光伏电站 研究方向:新能源智慧运维