一種基於LTE無線通信的光伏電站組網系統的製作方法

2023-04-24 20:56:51

本發明屬於區域網通訊領域，涉及一種光伏電站主站監控系統與光伏子陣之間進行數據交互以及網絡架構建立的方法，特別涉及一種基於LTE無線通信的光伏電站組網架構。

背景技術：

隨著國內光伏產業的迅速發展，規模性的光伏電站在國內開始陸續建設和投入運行。目前光伏電站採用有線通信組網方案，現場需要根據實際情況進行光纜敷設，涉及到大量的土建工作量，極大地降低了工作效率，同時也增加了基礎建設成本，因此施工周期長，成本高，工作量大，耗費人力等特點比較突出。為了有效降低基建費用，縮短建設周期，減少人力資源，建立完整的無線通信系統解決方案成為迫切需求。

隨著無線通信技術的發展，LTE技術廣泛應用於工業領域。無線專網以其低成本、高頻譜利用率、高可靠性、組網簡單、覆蓋範圍廣等優勢在電力通信中得到大力推廣使用，本案正是在這種發展方向下產生。

技術實現要素：

本發明的目的，在於提供一種基於LTE無線通信的光伏電站組網系統，其可降低建設成本，覆蓋範圍廣，可擴展性強。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種基於LTE無線通信的光伏電站組網系統，包括LTE基站、主站監控系統、至少一個CPE設備和至少一個終端設備，其中，LTE基站集成VPN功能，各CPE設備均具有VPN功能，使用天線與LTE基站建立連接；所述主站監控系統通過乙太網絡連接LTE基站，各終端設備與對應的CPE設備連接。

上述LTE基站無VPN功能時，連接外部VPN設備，LTE基站與外部VPN設備之間使用乙太網絡進行連接。

當光伏電站主控室有多個設備需要連接LTE基站時，主站監控系統與前述設備通過主控室交換機連接LTE基站。

上述終端設備通過Wifi、PLC、ZigBee或RF方式連接CPE設備。

上述終端設備不能使用Wifi、PLC、ZigBee或RF方式時，採用乙太網絡方式連接CPE設備。

上述終端設備需要視頻接入時，優先採用Wifi方式連接CPE設備。

上述終端設備包括光伏子陣、交換機、視頻和語音通信設備。

採用上述方案後，本發明節省了有線通信組網光纜敷設的繁瑣工作，減少了人力資源，縮短了建設周期，組網簡單可靠。LTE新技術的應用減少了網絡延遲，提高了網絡帶寬和通信速率，覆蓋範圍廣，具有高可擴展性；同時CPE預留乙太網接口，兼容傳統光伏站的組網方式，適用老站的升級改造，給予新舊技術變革的適應需求。

附圖說明

圖1是本發明用於單基站的架構圖；

圖2是本發明用於多基站的架構圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的技術方案及有益效果進行詳細說明。

如圖1所示，以單基站為例，本發明提供一種基於LTE無線通信的光伏電站組網系統，包括LTE基站eNodeB、主站監控系統、CPE設備和終端設備UE，其中，eNodeB集成VPN功能，提供無線通信網絡，當eNodeB無VPN功能時，需連接外部VPN設備；CPE設備具有VPN功能，使用天線與eNodeB建立連接，VPN功能用於建立eNodeB和CPE設備之間的VPN隧道，實現二層廣播報文在各個CPE設備之間、CPE設備與eNodeB之間的廣播傳輸；所述主站監控系統使用乙太網絡連接eNodeB，當光伏電站主控室有多個設備需要連接eNodeB時，主站監控系統和其他設備通過主控室交換機，間接與eNodeB建立連接，上行接收數據，下行發送數據；UE採用Wifi、PLC、ZigBee、RF或乙太網絡方式連接CPE設備，通過eNodeB與主站監控系統實現上行和下行網絡數據交互。

在構建圖1所述的架構時，首先需要部署eNodeB，根據現場實際情況採用金屬桅杆安裝、牆面安裝、立架安裝等方式將eNodeB固定在主控室附近，對固定好的eNodeB設置基站系統相關參數。當eNodeB無VPN功能時，需要安裝外部VPN設備，eNodeB和外部VPN設備使用乙太網絡進行連接。

進一步將光伏電站中的主站監控系統使用乙太網絡直接連接eNodeB，當光伏電站主控室有多個設備需要連接eNodeB時，將主站監控系統和其他設備連接至主控室交換機，主控室交換機與eNodeB使用乙太網絡方式建立通信連接，進而實現主站監控系統和eNodeB之間的連接。

進一步部署光伏電站中的CPE設備，根據UE所在不同位置進行室內或者室外安裝。針對現場使用要求，設置CPE系統參數，通過配套的無線天線與eNodeB建立網絡通信，採用多線程、低功耗的SDR技術，具有AP、路由器和VPN功能，將高速的LTE信號轉換成UE可使用的Wifi、PLC、ZigBee、RF信號，支持語音、視頻、遠距離傳輸、移動辦公，上行與主站監控系統建立通信，下行與UE建立通信。

進一步將光伏站中的UE，包括：光伏子陣、交換機、視頻、語音通信設備等，根據現場實際情況，採用Wifi、PLC、ZigBee、RF方式與CPE設備建立通信連接。當需要視頻接入時，優先考慮Wifi接入方式。對於不能使用Wifi、PLC、ZigBee、RF方式的UE，採用乙太網絡方式與CPE設備連接，從而建立UE與eNodeB之間的網絡通信，實現與主站監控系統之間的上行和下行網絡數據交互。

本發明在應用時，光伏電站覆蓋範圍小選擇單基站組網方式，單基站不能覆蓋光伏電站所有範圍時選擇多基站組網方式；當需要多臺eNodeB時，可以採用一體化的eNodeB設備進行組網，也可以採用分體的eNodeB進行組網。

圖2即說明了主站監控系統可以接收來自多個eNodeB的無線通信信號。採用此架構，在實施過程中，按照單基站無線通信組網方法進行部署eNodeB、主站監控系統、CPE設備和UE。不同之處在於，組網過程中需根據覆蓋範圍對eNodeB進行選址，同時在進行系統配置時需要將多個eNodeB的信息配置到相關系統參數中。主站監控系統實現與各個eNodeB之間的網絡通信，從而完成與UE之間的上行和下行網絡數據交互。

以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。