110kV升压站通信网关五大主流方案横评:南瑞RCS-9700/四方CSC-861/国电南自PS系列/许继CK系列/积成电子IES

110kV 升压站是集中式光伏、陆上风电与大型独立储能电站接入主网的关键节点。站控层通信网关(远动装置)承担着”向上对调度、向下对全站 IED”的双向枢纽职责,一旦选型不当,轻则调度联调反复返工,重则影响并网验收进度。本文基于公开技术资料,对南瑞继保 RCS-9700、四方继保 CSC-861、国电南自 PS(PSX600/610)系列、许继 CK 系列、积成电子 IES 系列五大主流方案进行客观横评,并给出基于领祺 PBox6220A / PBox6219A 的通信管理服务器选型建议。

一、110kV升压站通信网关的场景特点与技术挑战

110kV 升压站与 35kV 箱变、10kV 分布式电源接入点相比,在通信架构上有本质差异,主要体现在四个层面。

1.1 调度关系复杂:多主站、多通道并发

110kV 升压站通常需要同时向省调、地调、集控中心上送数据,部分新能源场站还需要向业主集团的生产管理平台、AGC/AVC 主站独立上送。这意味着通信网关必须支持:

  • 多主站并发:同一套点表向多个调度主站以不同的转发表映射上送;
  • 调度数据网双平面:按照电力监控系统安全防护要求,调度数据网需接入实时 VPN 与非实时 VPN,且存在第一平面 / 第二平面双路由;
  • 主备通道自动切换:主通道中断时秒级切换至备通道,且不丢 SOE。

1.2 站内设备种类多、协议杂

一座 110kV 新能源升压站的站控层网关向下通常需要接入:

  • 主变保护、线路保护、母线保护(IEC 60870-5-103 或 IEC 61850 MMS);
  • 110kV / 35kV 间隔测控装置(IEC 61850);
  • 电能计量表计(DL/T 645 / IEC 60870-5-102);
  • 直流屏、UPS、消弧线圈、SVG/SVC(Modbus RTU 居多);
  • 箱变测控、逆变器/PCS 汇集层设备(Modbus 或厂家私有协议);
  • 火灾报警、视频、环境监测等辅助系统。

协议跨度从 IEC 61850 MMS 一直到各类厂家私有 Modbus 变体,协议库的完备程度直接决定实施周期

1.3 点表规模大

110kV 升压站的全站遥测+遥信+遥控点位通常在数千点至上万点量级。当场站叠加了储能 PCS/BMS 或数十台组串逆变器时,点位规模会进一步膨胀,对网关的实时数据库容量、扫描周期、CPU 余量提出明确要求。

1.4 可靠性与冗余要求高

  • 双机热备:主备网关互为热备,切换过程对调度侧透明;
  • 双电源冗余:DC 110V / DC 220V 双路输入;
  • EMC 等级:需满足 IEC 61850-3 / GB/T 17626 系列在变电站环境下的电磁兼容要求;
  • 宽温无风扇:升压站二次设备室夏季温度较高,无风扇设计可降低故障率。

二、五大主流110kV升压站通信网关方案

以下技术参数均来自厂家官网公开资料、公开产品选型手册与行业公开文档整理。部分厂家未公开的细项标注为”公开资料未明确”,不做推测。

2.1 南瑞继保 RCS-9700 系列 — 大型变电站与发电厂的主流选择

  • 产品定位:变电站自动化 / 发电厂厂用电监控(ECMS)系统的站控层通信管理与远动装置,系列内含 RCS-9701(远动通信管理机)、RCS-9794/9794A/B(多 CPU 规约转换器)、RCS-9799(站控层通信管理器)等子型号。
  • 硬件平台:32 位 CPU + DSP 硬件平台,实时多任务操作系统;标准 19 英寸机架安装。
  • 通信接口:多路 10/100M 以太网(RJ45,部分型号支持光口);多路 RS-232 / RS-485 / RS-422 可灵活配置;支持 IRIG-B(AC/DC)对时输入。
  • 协议支持:IEC 61850(MMS/GOOSE/SV,已通过 KEMA Level A 认证)、IEC 60870-5-101/102/103/104、Modbus RTU/TCP、DNP3.0、CDT 部颁规约、DL/T 645、南瑞私有 103 规约,并支持 IEC 61131 可编程逻辑。
  • 冗余能力:站控层双以太网冗余、间隔层双 100M 以太网冗余、双机热备。
  • 电源与环境:DC 220V / 110V 或 AC 220V;工作温度 -25℃ ~ +55℃(部分型号支持 -40℃ ~ +70℃ 宽温)。
  • 场景适配:110kV 及以上变电站、大型新能源场站、发电厂厂用电监控、电气化铁路牵引供电。

优势:IEC 61850 一致性经过第三方权威认证,三层分布式架构成熟,在 220kV 及以上大型站的工程案例积累深厚。 需要注意:南瑞继保官网主推的是 PCS-9700 系列(自动化系统层级),RCS-9700 更偏具体装置子型号,实际投标时需明确子型号与接口配置清单;接口密度需按订货配置,非标配。

2.2 四方继保 CSC-861 系列 — 分布式自动化系统主控单元

  • 产品定位:四方官网将 CSC-861 定义为”分布式自动化系统主控单元”,向下连接各类智能保护/控制装置,接收上送报文并完成规约转换,经以太网上送后台监控系统。
  • 子型号:官方英文页面公开有 CSC-861C / CSC-861D / CSC-861F 等型号分支。
  • 硬件平台:嵌入式高性能处理器(ARM/PowerPC 平台),运行嵌入式 Linux 实时操作系统;4U 插箱结构,支持双机冗余。
  • 通信接口:多路 10/100/1000M 自适应以太网 + 多路 RS-232/RS-485/RS-422(光纤可选);此外官方页面明确支持 PROFIBUS-DP、LonWorks 现场总线接入。
  • 协议支持:IEC 61850(MMS/GOOSE)、IEC 60870-5-101/102/103/104、Modbus RTU/TCP、DNP3.0、CDT、DL/T 645、CAN。
  • 电源与环境:DC 110V / 220V;工作温度 -25℃ ~ +70℃(工业宽温)。
  • 特色功能:可编程逻辑控制、冗余与并行节点通信、多 CPU 并行处理。
  • 场景适配:110kV~750kV 变电站自动化、配电自动化、新能源场站通信管理。

优势:现场总线接入能力(PROFIBUS-DP / LonWorks)在改造项目中较为少见,对接老旧进口设备时有价值;工业宽温上限 +70℃。 需要注意:4U 插箱结构占用屏位空间较大;具体串口/网口数量随插板配置变化,需在技术协议中锁定。

2.3 国电南自 PS 系列(PSX600 / PSX610)— 远动+通管+规约转换三合一

  • 产品定位:由南京南自信息技术有限公司提供,PSX600/PSX610 系列同时承担”远动装置 + 通信管理机 + 协议转换器”三重角色,覆盖 35kV~1000kV 变电站、配电站、升压站与电厂站控层。
  • 硬件平台:工业级嵌入式处理器(PowerPC 或 ARM 架构),无风扇低功耗宽温设计;嵌入式 Linux / VxWorks 类实时操作系统;CF 卡 / DOM 电子盘 + 闪存存储;4U 或 6U 标准 19 英寸上架机箱。
  • 通信接口:串口通常 ≥8 路(部分型号 8/12/16 路 RS-232/485 可选);以太网 ≥2 路 10/100M,部分型号支持千兆或光口;部分型号提供 CAN 总线(接入直流屏、消弧线圈等);支持 B 码 / IRIG-B / 1PPS 对时。
  • 协议支持:上行 DL/T 634.5101(IEC 101)、DL/T 634.5104(IEC 104)、DL/T 719(IEC 102 电量转发)、DNP3.0、部分型号支持 IEC 61850;下行 IEC 61850 MMS、IEC 60870-5-103、Modbus RTU/TCP、DL/T 645、CDT/91、SC1801、N4F 及第三方私有协议、CAN 协议。
  • 远动功能:四遥 + SOE、保护事件/定值/软压板/录波简报转发、主备通道自动切换与通道质量监测、掉电守时。
  • 电源与环境:DC 110V/220V 或 AC 220V 双电源冗余(选配);工作温度常见 -25℃ ~ +55℃(部分型号 -40℃ ~ +70℃);EMC 符合 IEC 61850-3 / GB/T 17626 系列。
  • 子型号分支:公开文档中常见 PSX600U、PSX610、PSX610U、PSX610S,区别主要在接口数量、是否内置 IEC 61850、是否支持光纤与对时方式、电源类型。

优势:电量转发(IEC 102 / DL/T 719)与保护信息子站功能完整,适合有独立电量计量上送要求的升压站;子型号分支丰富,可按需裁剪。 需要注意:型号分支多,投标时若不锁定具体后缀(U/S),到货配置容易与设计不符;IEC 61850 支持能力随型号而异,需逐条核实。

2.4 许继电气 CK 系列 — 常规站与智能站通用远动通信装置

  • 产品定位:许继官网将 CK 系列定义为通信管理机,适用于常规变电站、智能变电站等场合,作为远动通信装置使用。
  • 子型号:公开选型资料中出现 CK2210、CK2220、CK2230、CK2240 等型号。
  • 硬件平台:公开手册标注 ARM Cortex-A9 处理器、512MB DDR3 内存(以 CK2210 为例);标配双电源。
  • 通信接口:公开选型手册标注 816 路串口、24 路以太网口;CK2240 公开参数为 16 路 RS-232/485 可配置串口 + 4 路千兆以太网。
  • 协议支持:IEC 61850/MMS(支持客户端 / 服务器双模式)、IEC 60870-5-104、DL/T 634.5101/5104、Modbus、DNP3.0 等。
  • 电源与环境:110V/220V DC 双路输入;工作温度 -25℃ ~ +70℃,存储温度 -40℃ ~ +85℃;MTBF ≥ 50000 小时(厂家公开值)。
  • 运维能力:具备本地 WEB 配置功能。
  • 工程案例:公开文献记载 CK 系列在 110kV 智能变电站中作为远动通信装置,实现与调度主站的 IEC 61850 通信。

优势:IEC 61850 客户端/服务器双模式支持明确,WEB 本地配置降低现场调试门槛;串口密度可达 16 路,适合站内串口设备较多的升压站。 需要注意:MTBF 50000 小时的公开值低于部分竞品宣称的 10 万小时量级,实际选型可要求厂家提供型式试验报告佐证。

2.5 积成电子 IES 系列 — 电网自动化传统厂商方案

  • 产品定位:积成电子 IES 系列通信管理机面向变电站自动化与智能电网通信,承担保护装置、IED 与 SCADA 主站之间的规约转换、数据采集与通信网关职能。
  • 型号分支:公开信息中提及 IES-100 / IES-200 / IES-700 系列通信管理装置。
  • 协议支持:IEC 61850、IEC 60870-5-103/104、Modbus、DNP3.0。
  • 通信接口:多路以太网口、串口(RS-232/485)、光纤接口。
  • 操作系统:嵌入式 Linux / VxWorks 实时操作系统。

优势:积成电子在配网自动化与用电信息采集领域积累深厚,在部分省网具有稳定的入围与供货渠道。 需要注意IES 系列的详细技术参数(处理器型号、精确端口数量、功耗、尺寸、MTBF)在公开渠道未能获取完整数据,本文不做推测。若列入候选,建议直接向厂家索取正式产品手册与型式试验报告后再行比选。

三、110kV升压站通信网关关键指标横向对比

说明:下表参数均来自厂家官网、公开选型手册及公开行业文档;标注”公开资料未明确”处表示未能通过公开渠道核实,不做推测。领祺侧参数来自领祺产品资料。

对比维度南瑞继保 RCS-9700四方 CSC-861国电南自 PSX600/610许继 CK 系列积成电子 IES 系列领祺 PBox6220A
产品定位站控层通信管理/远动装置分布式自动化系统主控单元远动+通管+规约转换三合一常规站/智能站远动通信装置变电站通信管理机通信管理服务器(旗舰)
处理器平台32 位 CPU + DSPARM / PowerPC + 嵌入式 LinuxPowerPC / ARM + Linux/VxWorksARM Cortex-A9(CK2210 公开值)公开资料未明确Intel 四核处理器
以太网口多路 10/100M(部分光口)多路 10/100/1000M 自适应≥2 路 10/100M(部分千兆/光口)2~4 路(CK2240 为 4 路千兆)多路(数量未明确)6×GbE 千兆
串口数量多路 RS-232/485/422 可配多路 RS-232/485/422(光纤可选)≥8 路(8/12/16 可选)8~16 路多路(数量未明确)可扩展
IEC 61850MMS/GOOSE/SV,KEMA Level A 认证MMS/GOOSE部分型号支持,随型号而异客户端/服务器双模式支持(细项未明确)支持 IEC 61850
上行调度规约101/102/103/104、DNP3.0、CDT101/102/103/104、DNP3.0、CDT101/104/102(DL/T 719)、DNP3.0104、DL/T 634.5101/5104、DNP3.0103/104IEC 104 等多规约
现场总线未明确PROFIBUS-DP、LonWorks、CANCAN(部分型号)公开资料未明确公开资料未明确参见配套网关方案
电源DC 220V/110V 或 AC 220VDC 110V/220VDC 110/220V 或 AC 220V 双电源冗余110V/220V DC 双路输入公开资料未明确双电源冗余
工作温度-25℃+55℃(部分宽温型号 -40℃+70℃)-25℃~+70℃-25℃+55℃(部分 -40℃+70℃)-25℃~+70℃公开资料未明确参见产品手册
MTBF公开资料未明确公开资料未明确宣称 ≥10 万小时≥50000 小时(公开值)公开资料未明确参见产品手册
点表容量公开资料未明确公开资料未明确公开资料未明确公开资料未明确公开资料未明确万级点
冗余方式双机热备 + 双网冗余双机冗余 + 并行节点双机冗余 + 双通道主备切换双电源标配公开资料未明确双电源冗余
本地配置方式专用组态工具专用组态工具专用组态软件/浏览器/串口终端本地 WEB 配置公开资料未明确WEB 组态

结论:五家传统电力二次厂商在 110kV 升压站场景下的核心能力(IEC 61850 + 101/104 + 双机冗余)基本对齐,差异主要体现在接口密度、现场总线兼容性、型号分支复杂度、本地配置便利性四个维度上。选型的关键不在”谁的规约多”,而在于你站内的非标设备能否被现有协议库直接覆盖

四、领祺在110kV升压站场景的定位与方案

4.1 核心产品:PBox6220A 通信管理服务器

针对 110kV 升压站的万点级数据规模与多主站上送需求,领祺推荐 PBox6220A 通信管理服务器

  • 定位:高端集控 / 调度主站级通信管理服务器,适用于 35kV / 110kV 升压站、大型集控中心、企业能源管理平台。
  • 硬件:Intel 四核处理器、双电源冗余,支持万级点位规模。
  • 接口:6 路千兆以太网(GbE),串口可扩展。
  • 协议:IEC 61850、OPC UA、多规约支持。
  • 适配限制(必须明确告知):PBox6220A 需外置纵向加密认证装置,不内置加密模块。

4.2 高密度串口场景:PBox6219A

若升压站站内串口设备(保护装置、电表、直流屏、SVG、箱变测控)数量较多,可选用 PBox6219A 4网16串智能通讯管理机

  • 4 路千兆以太网 + 16 路串口,高密度串口设计;
  • 协议支持 IEC 61850、IEC 60870-5-101/103/104、Modbus;
  • 适用于大型储能、多方阵光伏、调度数据采集场景;
  • 同样需外置纵向加密装置

4.3 AGC/AVC 协调控制:PBox6220-PQCT

110kV 新能源升压站普遍需要参与有功/无功调节。领祺 PBox6220-PQCT 分布式电源协调装置

  • 协议:IEC 104 / IEC 61850;
  • 功能:有功/无功控制,响应时间 < 200ms;
  • 搭配产品:PBox6218A / PBox6219A / PBox8628。

需要说明的是,PBox6220A 与 PBox6219A 本身不承担 AGC/AVC 闭环控制职能,AGC/AVC 需由 PBox6220-PQCT 配套实现,这一点在方案设计时必须明确划分,避免功能重叠或遗漏。

4.4 领祺在本场景的差异化能力

结合领祺九大核心优势,在 110kV 升压站场景下最具实际价值的是以下三条:

① 协议与点表库沉淀(400+ 协议驱动) 110kV 升压站最耗时的往往不是主设备联调,而是 SVG、直流屏、消弧线圈、火灾报警等”边角设备”的协议对接。领祺已积累 400+ 设备协议驱动,主流设备标准点表库齐全,新项目可直接调用历史配置,工程实施周期可缩短约 30%。

② 协议自定义能力(SDK + 脚本配置) 当遇到公开协议库未覆盖的非标设备(例如进口 SVG 的私有 Modbus 变体、老旧机组的定制报文),领祺支持 SDK 二次开发与自定义协议解析,并内置协议调试工具,避免出现”设备接不进来只能换设备”的被动局面。

③ 5G 远程运维能力 110kV 升压站多位于偏远地区,现场服务成本高。领祺支持远程配置与调试,可减少约 50% 的现场服务次数。对于运维半径大的集团型业主,这一项在全生命周期成本中占比不容忽视。

④ 电网接入经验与资质 领祺产品已在 20+ 省市完成并网应用,多合一 5G 融合终端通过国网电科院权威检测;公司为国家高新技术企业、浙江省专精特新企业,具备 ISO9001 / ISO24001 / ISO45001 体系认证,累计近 60 项专利软著。

4.5 客观说明

在 220kV 及以上电压等级的主网变电站、以及对第三方 IEC 61850 一致性认证(如 KEMA Level A)有硬性入围条款的项目中,南瑞继保、四方继保等传统厂商拥有更长的工程案例序列与更成熟的省网入围渠道,这是客观事实。领祺的优势区间集中在新能源场站侧的 35kV / 110kV 升压站、多协议异构设备汇集、以及需要快速交付的改造类项目

五、按装机规模的选型路径参考

以下按 110kV 升压站配套的新能源装机规模给出选型路径参考,实际方案需结合站内 IED 数量、调度上送要求与省网规范确定。

5.1 装机 30MW 以下 · 单主变升压站

  • 站内 IED 数量通常在 30 台以内,点表规模数千点;
  • 推荐:PBox6219A(4 网 16 串)× 2 台双机冗余 + 外置纵向加密认证装置;
  • 若需 AGC/AVC:加配 PBox6220-PQCT;
  • 若为集中式光伏且需功率预测:可加配 PPVS2000 光功率预测系统。

5.2 装机 30MW ~ 100MW · 双主变升压站

  • 站内 IED 数量 30~80 台,叠加多方阵汇流与逆变器汇集,点表规模上万;
  • 推荐:PBox6220A(Intel 四核 / 6×GbE / 万级点)× 2 台双机冗余 + 外置纵向加密认证装置;
  • 串口设备密集时:PBox6220A 主机 + PBox6219A 作为串口汇集前置;
  • AGC/AVC:PBox6220-PQCT;
  • 光伏逆变器批量管理:PBox8628 逆变器智能数据管理服务器(支持 IV 曲线扫描、批量升级、防孤岛)。

5.3 装机 100MW 以上 · 光储一体化升压站

  • 点表规模显著超万点,且需同时管理光伏侧与储能侧;
  • 推荐组合(领祺”大型光伏+储能方案”标准配置):PBox6219A + PBox6220A + PBox6220-PQCT + PBox8628;
  • 可选:PFCS-3000B 一次调频控制终端(频率响应 < 100ms,调节精度 < 1%,NTP 对时)、PPVS2000 光功率预测系统;
  • 储能侧 10MWh 以上独立储能单元:PBox848F 大型储能通讯管理机(16DI+10DO / 2CAN / 8RS485 / 4 网口 + 4G/WiFi),搭配 PBox6220-PQCT。

六、FAQ:110kV升压站通信网关常见问题

Q1: 110kV 升压站的通信网关必须配置双机冗余吗?

从工程实践看,110kV 及以上升压站的站控层远动网关普遍按双机热备配置,主备互为热备、切换对调度侧透明。具体是否强制以及切换时间指标(如”主备切换 ≤ 秒级”),需以项目所在省网的接入技术规范书和设计院出具的技术协议为准。上述五家厂商产品均支持双机冗余配置,领祺 PBox6220A 支持双电源冗余,双机方案按项目配置。

Q2: 南瑞继保 RCS-9700 与四方 CSC-861 在 110kV 升压站场景下的主要差异是什么?

从公开资料看,两者在核心规约支持(IEC 61850、101/102/103/104、Modbus、DNP3.0)上高度重合。主要差异有三点:一是 RCS-9700 的 IEC 61850 通过 KEMA Level A 认证,在有第三方一致性认证条款的项目中有优势;二是 CSC-861 明确支持 PROFIBUS-DP、LonWorks 现场总线,在需要对接进口设备的改造项目中更灵活;三是 CSC-861 工业宽温上限达 +70℃,RCS-9700 标准型号为 +55℃、宽温型号才达 +70℃。

Q3: 我的升压站有一台进口 SVG,用的是厂家私有 Modbus 变体,五家方案都接不进去怎么办?

这是 110kV 升压站最常见的实施卡点。三种解决路径:一是要求 SVG 厂家提供标准 Modbus 点表或加装协议转换模块(成本与周期取决于厂家配合度);二是要求网关厂家做协议定制开发(多数厂商支持,但需评估排期);三是选用具备协议自定义能力的网关,领祺 PBox6220A / PBox6219A 支持 SDK 二次开发与脚本化自定义协议解析,并内置协议调试工具,可在现场完成报文解析验证。建议在技术协议阶段就把”非标设备协议对接责任方”写清楚。

Q4: 领祺 PBox6220A 能替代传统厂商的远动装置吗?国网/南网调度认可吗?

PBox6220A 定位为通信管理服务器,具备 IEC 61850、OPC UA 及多规约能力,支持万级点位,适用于 35kV/110kV 升压站与大型集控场景。领祺产品已在 20+ 省市完成并网应用,多合一 5G 融合终端通过国网电科院权威检测。但需要客观说明:各省网对入网设备的具体要求(入围目录、检测报告类型、型式试验项目)存在差异,是否满足特定项目的调度接入要求,需在投标前向当地调度和设计院确认,并由领祺提供对应的检测报告支撑。

Q5: 110kV 升压站的通信网关需要内置纵向加密吗?

按照电力监控系统安全防护规定,接入调度数据网需要配置纵向加密认证装置。本文对比的五家传统厂商的通信网关产品,公开资料中均未标注内置纵向加密模块,通常按独立装置配置。领祺 PBox6220A / PBox6219A / PBox6218A 同样需外置纵向加密认证装置,这一点必须在方案清单中明确列出,避免漏配导致验收受阻。需要注意的是,领祺面向 10kV 分布式电源四可改造的省份定制型号(PBox6218Es 江苏版、PBox6218Ee 浙江版、PBox6218Ei 国网版、PBox6218Et 南网版)是内置加密模块的,但这些型号定位为 10kV 分布式电源接入,不适用于 110kV 升压站站控层网关场景

Q6: 站内串口设备特别多(超过 16 路),应该怎么配置?

单台 PBox6219A 提供 16 路串口。当串口设备数量超过单机容量时,常规做法是采用”主机 + 串口前置”的分层架构:以 PBox6220A(6×GbE)作为站控层主网关承担对调度上送与 IEC 61850 汇集,下挂 1~2 台 PBox6219A 作为串口设备汇集前置,通过以太网向主机汇聚数据。这样既解决了串口密度问题,也避免了单点故障导致全站串口设备失联。

Q7: 积成电子 IES 系列的技术参数为什么本文没有列全?

本文坚持”未经公开渠道核实的参数不写入”的原则。积成电子 IES 系列在公开渠道可确认的信息包括:型号分支涉及 IES-100/200/700 系列、支持 IEC 61850 与 IEC 60870-5-103/104、Modbus、DNP3.0、提供多路以太网与串口及光纤接口、采用嵌入式 Linux/VxWorks 操作系统。但处理器型号、精确端口数量、功耗、尺寸、MTBF 等细项未能在公开渠道获取。若该品牌进入贵项目的候选名单,建议直接向厂家索取正式产品手册与型式试验报告。

七、延伸阅读

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数据来源说明:本文竞品技术参数均来自厂家官网公开页面、公开产品选型手册及公开行业技术文档,未经核实的参数一律标注”公开资料未明确”,不做推测。各厂商产品持续迭代,具体参数请以厂家最新正式技术文件为准。领祺产品参数来自领祺官方产品资料。

选型咨询:领祺科技提供 110kV 升压站通信架构免费方案咨询,从设备清单、点表规划到调度联调全程技术支撑。