甘肅同興智能科技發(fā)展有限責(zé)任公司 李彥榮

PART 01    使用場景描述

隨著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，虛擬電廠作為一種創(chuàng)新的能源管理模式，逐漸受到關(guān)注。在虛擬電廠控制中，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式能源資源（如太陽能、風(fēng)能、儲(chǔ)能設(shè)備等）的實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集與整合，以及對(duì)這些資源的協(xié)調(diào)控制，以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和能源的高效利用。然而，虛擬電廠面臨著設(shè)備接口各異、通信協(xié)議不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)采集難度大、實(shí)時(shí)控制要求高等難點(diǎn)。北辰以太網(wǎng)通訊處理器XCNet-PN正是為了解決這些問題而被引入虛擬電廠控制領(lǐng)域。

該項(xiàng)目需要實(shí)現(xiàn)的功能包括：將不同協(xié)議的設(shè)備連接到同一網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸；對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與分析，為虛擬電廠的調(diào)度決策提供依據(jù)；根據(jù)電網(wǎng)的需求，實(shí)時(shí)調(diào)整分布式能源的輸出功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的靈活響應(yīng)。在應(yīng)用過程中，面臨的難點(diǎn)主要是如何確保設(shè)備之間的兼容性，以及如何在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

PART 02    產(chǎn)品開箱

北辰以太網(wǎng)通訊處理器XCNet-PN的外觀設(shè)計(jì)簡潔大方，采用堅(jiān)固的黑色材質(zhì)外殼，具有良好的散熱性能和抗干擾能力。做工精細(xì)，接口布局合理。產(chǎn)品說明書詳細(xì)介紹了XCNet-PN的功能特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)、安裝步驟以及常見問題的解決方法。

其功能強(qiáng)大，支持多種通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，如S7TCP協(xié)議與ModbusTCP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，能夠滿足虛擬電廠中不同設(shè)備的通信需求。此外，說明書還提供了豐富的配置示例，便于用戶快速上手。

PART 03    產(chǎn)品使用過程

北辰以太網(wǎng)通訊處理器XCNet-PN完全能夠滿足項(xiàng)目需求，設(shè)備的連接架構(gòu)如下圖所示。上位機(jī)的SCADA系統(tǒng)（10.212.172.32）LAN2 口通過以太網(wǎng)線纜連接到北辰以太網(wǎng)XCNet-PN的 LAN2 端口；北辰以太網(wǎng)通訊器XCNet-PN的 LAN1端口分別與HMI（192.168.1.21）和PLC（192.168.1.20）連接。

在電腦上安裝并打開BCDevice配置工具，通過BCDevice工具搜索到XCNet-PN設(shè)備。

配置XCNet-PN的LAN1口和LAN2口的IP地址、子網(wǎng)掩碼等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，確保它們與所連接設(shè)備的IP地址在同一網(wǎng)段或可通信的網(wǎng)段內(nèi)。選擇ModbusTCP協(xié)議作為LAN2口的通信協(xié)議用于與上位機(jī)通信。

在使用XCNet-PN產(chǎn)品時(shí)，將XCNet-PN的LAN1口連接到PLC 等設(shè)備，LAN2口連接到虛擬電廠的主干網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中。通過BCDevice配置軟件對(duì)XCNet-PN進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，包括 IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以及協(xié)議轉(zhuǎn)換的相關(guān)參數(shù)。在配置過程中，軟件界面友好，操作簡便，能夠快速完成設(shè)置。連接上設(shè)備后，XCNet-PN能夠自動(dòng)識(shí)別并建立設(shè)備之間的通信鏈路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。在實(shí)際使用中，XCNet-PN表現(xiàn)穩(wěn)定，能夠有效解決設(shè)備之間通信協(xié)議不統(tǒng)一的問題，提高了虛擬電廠控制系統(tǒng)的兼容性和可靠性。

PART 04    使用效果說明

經(jīng)過實(shí)際測試和應(yīng)用，北辰以太網(wǎng)通訊處理器XCNet-PN成功實(shí)現(xiàn)了西門子S7-1200PLC與上位機(jī)之間的跨網(wǎng)段通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換。通信過程穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，完全滿足了虛擬電廠控制系統(tǒng)的需求。

XCNet-PN成功將S7TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換成ModbusTCP協(xié)議，使得上位機(jī)能夠順利讀取和寫入PLC的數(shù)據(jù)；通過配置NAT功能，XCNet-PN實(shí)現(xiàn)了LAN1口和LAN2口之間的跨網(wǎng)段通信，解決了虛擬電廠中設(shè)備分布在不同子網(wǎng)的問題；在測試過程中，通信延遲極低，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，沒有出現(xiàn)中斷或丟失的情況。

通過使用XCNet-PN產(chǎn)品，虛擬電廠實(shí)現(xiàn)了對(duì)分布式能源資源的高效整合與監(jiān)控。在數(shù)據(jù)采集方面，XCNet-PN 能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地采集各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)教摂M電廠的監(jiān)控中心，為調(diào)度決策提供了有力支持。在協(xié)議轉(zhuǎn)換方面，XCNet-PN 確保了不同設(shè)備之間的無縫通信，消除了協(xié)議壁壘，提高了系統(tǒng)的整體效率。在實(shí)時(shí)控制方面，XCNet-PN能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)的需求，對(duì)分布式能源的輸出功率進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)的靈活調(diào)控。經(jīng)實(shí)際測試，使用 XCNet-PN產(chǎn)品后，虛擬電廠的能源利用效率有很大提高，電網(wǎng)的穩(wěn)定性也得到了顯著提升。

PART 05    總結(jié)

在使用北辰以太網(wǎng)通訊處理器XCNet-PN的過程中，總體感受是產(chǎn)品性能出色，功能強(qiáng)大，能夠很好地滿足虛擬電廠控制的需求。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是兼容性強(qiáng)，能夠連接多種不同協(xié)議的設(shè)備，解決了虛擬電廠中設(shè)備接口各異的問題；二是穩(wěn)定性高，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，確保了虛擬電廠控制系統(tǒng)的可靠運(yùn)行；三是操作簡便，配置過程簡單快捷，用戶容易上手。