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上海兆越熔鹽儲能系統解決方案，護航新型電力系統穩定運行

2025/9/12 16:26:31

概述

在全球能源結構向綠色低碳轉型的浪潮中，風能、太陽能等新能源已成為主力軍。然而，其固有的間歇性和波動性（即“靠天吃飯”）為電網的穩定帶來了巨大挑戰。如何在白天陽光充足、夜間風力強勁時將多余的電能儲存起來，在用電高峰或無風無光時再平滑地釋放出來？大規模長時儲能技術應運而生，它正是解決這一世界性難題的“超級能源充電寶”。

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熔鹽儲能，作為一種技術成熟、安全可靠、壽命超長的大規模熱儲能技術，憑借其可儲存數小時乃至數天的能力，正成為構建新型電力系統的關鍵支撐。在這一系統中，穩定、高效且安全的網絡通信是實現其可靠運行和智能管理的核心基礎。作為貫穿儲熱、換熱、發電及調控全流程的“神經系統”，通信網絡承擔著實時傳輸溫度、壓力、流量及設備狀態等關鍵數據的使命，直接決定了熔鹽儲能過程的控制精度、系統協同效率與故障響應速度。上海兆越通訊技術有限公司憑借其在工業通信領域的深厚技術積累，推出專為熔鹽儲能場景打造的高可靠通信系統解決方案。該方案致力于為熔鹽儲能電站構建一個具備高可靠性、高安全性和高性能的通信“神經網絡”，確保這個“超級充電寶”能夠被精準控制、高效運行和智能化管理。

系統說明

1.現場設備層：

由遍布在儲罐、管道、泵閥周圍的溫度/壓力/流量/液位傳感器和控制器/執行器（如閥門、變頻器）等組成，實時感知熔鹽的溫度、壓力、流量等最原始的物理狀態，并精確執行來自上層的控制指令。

2.過程控制層：

采用分布式部署的PLC（可編程邏輯控制器），就近采集現場設備層的數據，執行高速、獨立的閉環控制邏輯，并作為數據進入工業以太網的第一道關口。

3.網絡通信層：

由千兆工業以太網交換機組成的接入環網，和由三層萬兆工業以太網交換機組成的冗余核心網絡組成，為整個電站提供一個可靠、高速、無阻塞的數據傳輸通道，確保任何一個數據包都能準確、及時地送達。

4.監控與管理層：

由DCS服務器、SCADA調度系統、能量管理系統（EMS）、智能運維系統以及監控大屏組成，對全站數據進行集中處理、存儲和可視化呈現；執行復雜的控制策略和優化算法；為運維人員提供統一的監控和管理界面。

方案拓撲

方案介紹

為滿足熔鹽儲能電站對“永不中斷”的嚴苛要求，本網絡通信方案的設計包含接入層與核心層兩級架構。

1.接入層

采用光纖冗余環網（MR-Ring）拓撲，現場不同區域的遠程I/O站通過就近的PLC接入千兆工業以太網交換機，這些交換機通過光纖端口“手拉手”地連接成一個物理閉環。

該環網支持毫秒級自愈，當環路上任何一處光纜或設備出現故障，環網協議（如MRP、RSTP）能在50毫秒內感知到拓撲變化，并迅速激活邏輯斷點，使數據流從另一方向繞行。這種“Bumpless”（無擾動）的切換對上層的DCS和PLC控制系統是完全透明的，從而保證了控制的連續性。

2.核心層

采用兩臺三層萬兆工業以太網交換機作為整個網絡的心臟。接入層的環網通過至少兩條獨立的上行鏈路，分別連接到這兩臺核心交換機上，形成物理上的冗余。

兩臺核心交換機之間運行VRRP（虛擬路由冗余協議）。它們對外共享一個虛擬的網關IP地址。一臺作為主用，處理所有路由和轉發；另一臺作為備用，實時監控主用機的狀態。一旦主用機發生故障，備用機會在毫秒級內自動接管虛擬網關IP，成為新的主用機，從而保障了跨網段通信的永不中斷。“三層”功能實現了基于VLAN的網絡分段，能將控制網、視頻監控網、設備管理網等邏輯隔離，防止廣播風暴和安全風險的橫向擴散。

方案優勢

1.全方位冗余，無單點故障：

- 鏈路冗余：接入層采用MR-Ring毫秒級自愈環網。

- 設備冗余：核心交換機、DCS服務器均采用雙機熱備模式。

- 電源冗余：所有工業交換機和服務器均支持雙路冗余電源輸入。

2.分層分區，結構清晰高效：

- 嚴格遵循核心層-匯聚層-接入層的三層網絡架構，職責分明，易于管理和擴展。

- 利用三層交換機的VLAN和路由功能，可將控制網、管理網、視頻網等不同業務進行安全隔離，防止故障擴散和廣播風暴，提升了網絡整體性能。

3.工業級品質，適應嚴苛環境：

- 方案中所有交換機均為工業級產品，具備寬溫工作（-40℃~85℃）、無風扇散熱、超強抗電磁干擾等特性，能夠長期穩定運行在電站現場多塵、高溫、強電磁的惡劣環境中。

4.本質安全，實現縱深防御：

- 內部通過VLAN/ACL等技術實現區域隔離和訪問控制，構筑了從邊界到核心的“縱深防御”體系，確保了系統的本質安全。