一种基于LTE无线通信的光伏电站组网系统的制作方法

本发明属于局域网通讯领域，涉及一种光伏电站主站监控系统与光伏子阵之间进行数据交互以及网络架构建立的方法，特别涉及一种基于LTE无线通信的光伏电站组网架构。

背景技术：

随着国内光伏产业的迅速发展，规模性的光伏电站在国内开始陆续建设和投入运行。目前光伏电站采用有线通信组网方案，现场需要根据实际情况进行光缆敷设，涉及到大量的土建工作量，极大地降低了工作效率，同时也增加了基础建设成本，因此施工周期长，成本高，工作量大，耗费人力等特点比较突出。为了有效降低基建费用，缩短建设周期，减少人力资源，建立完整的无线通信系统解决方案成为迫切需求。

随着无线通信技术的发展，LTE技术广泛应用于工业领域。无线专网以其低成本、高频谱利用率、高可靠性、组网简单、覆盖范围广等优势在电力通信中得到大力推广使用，本案正是在这种发展方向下产生。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种基于LTE无线通信的光伏电站组网系统，其可降低建设成本，覆盖范围广，可扩展性强。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于LTE无线通信的光伏电站组网系统，包括LTE基站、主站监控系统、至少一个CPE设备和至少一个终端设备，其中，LTE基站集成VPN功能，各CPE设备均具有VPN功能，使用天线与LTE基站建立连接；所述主站监控系统通过以太网络连接LTE基站，各终端设备与对应的CPE设备连接。

上述LTE基站无VPN功能时，连接外部VPN设备，LTE基站与外部VPN设备之间使用以太网络进行连接。

当光伏电站主控室有多个设备需要连接LTE基站时，主站监控系统与前述设备通过主控室交换机连接LTE基站。

上述终端设备通过Wifi、PLC、ZigBee或RF方式连接CPE设备。

上述终端设备不能使用Wifi、PLC、ZigBee或RF方式时，采用以太网络方式连接CPE设备。

上述终端设备需要视频接入时，优先采用Wifi方式连接CPE设备。

上述终端设备包括光伏子阵、交换机、视频和语音通信设备。

采用上述方案后，本发明节省了有线通信组网光缆敷设的繁琐工作，减少了人力资源，缩短了建设周期，组网简单可靠。LTE新技术的应用减少了网络延迟，提高了网络带宽和通信速率，覆盖范围广，具有高可扩展性；同时CPE预留以太网接口，兼容传统光伏站的组网方式，适用老站的升级改造，给予新旧技术变革的适应需求。

附图说明

图1是本发明用于单基站的架构图；

图2是本发明用于多基站的架构图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图1所示，以单基站为例，本发明提供一种基于LTE无线通信的光伏电站组网系统，包括LTE基站eNodeB、主站监控系统、CPE设备和终端设备UE，其中，eNodeB集成VPN功能，提供无线通信网络，当eNodeB无VPN功能时，需连接外部VPN设备；CPE设备具有VPN功能，使用天线与eNodeB建立连接，VPN功能用于建立eNodeB和CPE设备之间的VPN隧道，实现二层广播报文在各个CPE设备之间、CPE设备与eNodeB之间的广播传输；所述主站监控系统使用以太网络连接eNodeB，当光伏电站主控室有多个设备需要连接eNodeB时，主站监控系统和其他设备通过主控室交换机，间接与eNodeB建立连接，上行接收数据，下行发送数据；UE采用Wifi、PLC、ZigBee、RF或以太网络方式连接CPE设备，通过eNodeB与主站监控系统实现上行和下行网络数据交互。

在构建图1所述的架构时，首先需要部署eNodeB，根据现场实际情况采用金属桅杆安装、墙面安装、立架安装等方式将eNodeB固定在主控室附近，对固定好的eNodeB设置基站系统相关参数。当eNodeB无VPN功能时，需要安装外部VPN设备，eNodeB和外部VPN设备使用以太网络进行连接。

进一步将光伏电站中的主站监控系统使用以太网络直接连接eNodeB，当光伏电站主控室有多个设备需要连接eNodeB时，将主站监控系统和其他设备连接至主控室交换机，主控室交换机与eNodeB使用以太网络方式建立通信连接，进而实现主站监控系统和eNodeB之间的连接。

进一步部署光伏电站中的CPE设备，根据UE所在不同位置进行室内或者室外安装。针对现场使用要求，设置CPE系统参数，通过配套的无线天线与eNodeB建立网络通信，采用多线程、低功耗的SDR技术，具有AP、路由器和VPN功能，将高速的LTE信号转换成UE可使用的Wifi、PLC、ZigBee、RF信号，支持语音、视频、远距离传输、移动办公，上行与主站监控系统建立通信，下行与UE建立通信。

进一步将光伏站中的UE，包括：光伏子阵、交换机、视频、语音通信设备等，根据现场实际情况，采用Wifi、PLC、ZigBee、RF方式与CPE设备建立通信连接。当需要视频接入时，优先考虑Wifi接入方式。对于不能使用Wifi、PLC、ZigBee、RF方式的UE，采用以太网络方式与CPE设备连接，从而建立UE与eNodeB之间的网络通信，实现与主站监控系统之间的上行和下行网络数据交互。

本发明在应用时，光伏电站覆盖范围小选择单基站组网方式，单基站不能覆盖光伏电站所有范围时选择多基站组网方式；当需要多台eNodeB时，可以采用一体化的eNodeB设备进行组网，也可以采用分体的eNodeB进行组网。

图2即说明了主站监控系统可以接收来自多个eNodeB的无线通信信号。采用此架构，在实施过程中，按照单基站无线通信组网方法进行部署eNodeB、主站监控系统、CPE设备和UE。不同之处在于，组网过程中需根据覆盖范围对eNodeB进行选址，同时在进行系统配置时需要将多个eNodeB的信息配置到相关系统参数中。主站监控系统实现与各个eNodeB之间的网络通信，从而完成与UE之间的上行和下行网络数据交互。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。