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万软WZ-X86系列OPC网关在风电光伏新能源行业的应用方案分享

方案摘要

本方案介绍万软科技 OPC 与 IEC104/IEC61850 规转网关系列产品:以 OPC DA/UA 采集为输入、IEC104 从站与 IEC61850 服务器为输出的电力规约转换网关与通信管理机,单机支持 5 万至 10 万点位。产品提供无风扇与机架式两大系列四种型号,IEC104 / IEC61850 全功能转发(四遥、SOE、总召唤),10 万点位秒级启动,年可用率 99.9%,已批量应用于光伏、风电、储能、发电、配电等场景。

一、产品概述

OPC 与 IEC104/IEC61850 规转网关是杭州万软科技有限公司面向电力与新能源行业推出的系列化通信管理机与规约转换服务器。产品以 OPC DA/UA 采集为输入侧,以 IEC60870-5-104 从站、IEC61850 服务器为输出侧,在单台设备内完成工业数据与电力标准规约之间的双向转换,支持 5 万至 10 万点位的变量规模。

产品覆盖多串口、多网口、机架式与无风扇等多种形态,内置 Windows / Linux / 国产操作系统及 OneEngine® 万物引擎系列工业物联网软件,出厂即完成 OPC DA 所需的 DCOM 环境配置与测试,可直接对接中控、和利时、中自、国能智深、上海新华、西门子、霍尼韦尔、艾默生等主流 DCS 与 SCADA 系统,主要应用于光伏、风电、储能、发电、配电等新能源与电力领域。

二、产品系列与选型

产品系列按部署形态分为无风扇嵌入式与 1U 机架式两大类,覆盖多串口与多网口接入需求,可按点位规模与现场环境灵活选型。

(一)WZ-X86 无风扇系列

适用于长期连续运行、现场免维护要求的场景。无机械转动部件,不存在散热风扇寿命限制带来的高温死机风险。

项目WZ706(多串口)WZ762(多网口)
产品图片prod_wz706.pngprod_wz762.png
产品尺寸205mm×191mm×57mm(不含挂耳,全铝型材)195mm×148mm×57mm(含挂耳,全铝型材)
CPU/内存/存储Intel® 四核低功耗工业嵌入式处理器,内存与存储多规格可选Intel® I3/I5/I7 多核工业嵌入式处理器,内存与存储多规格可选
以太网/无线2× 千兆网口;4G/5G 全网通可选(外置 SIM 卡槽);WIFI 可选6× 千兆网口;4G/5G 全网通可选(外置 SIM 卡槽);WIFI 可选
工业总线6× RS232/RS485 串行接口(COM1/COM2 第 9pin 支持带电功能,COM5/COM6 支持 RS232/RS485 带隔离切换,出厂选型)1× RS232/RS485,1× Console
开关量/模拟量无4 入 4 出 GPIO,1× 5V 供电
USB/音视频4× USB2.0、2× USB3.0、1× HDMI、1× VGA、1× 音频输出、1× MIC、1× RTC 时钟同 WZ706
电气特性DC12V 供电;工作温度 -10℃~50℃DC12V 供电;工作温度 -10℃~50℃

(二)WZ-X86 机架式系列

适用于集中部署的机柜环境,采用标准 1U 机架结构。

项目WZ506-1U(机架式)WZ562-1U(高性能机架式)
产品图片prod_wz506.pngprod_wz562.png
产品尺寸430mm×280mm×45mm(优质镀锌钢板)430mm×320mm×44.5mm(优质镀锌钢板 + 铝合金面板)
CPU/内存/存储Intel® I5/N 系/I7 高性能多核处理器,内存与存储多规格可选Intel® I5/I7 高性能多核处理器(4~16 核可选),内存与存储多规格可选
以太网/无线2× 千兆网口;4G 全网通可选(内置 SIM 卡槽);WIFI 默认配置6× 千兆网口(2 路内置,4 路扩展卡支持)
工业总线6× RS232/RS485 串行接口(COM1/COM2 第 9pin 支持带电功能,COM2/COM3 支持 RS232/RS422/RS485 带隔离切换,出厂选型)2× RS232/RS485/RS422 串行接口,可再扩 4× RS232 DB9 串口
开关量/模拟量无无
USB/音视频2× USB2.0、2× USB3.0、1× HDMI、1× VGA、1× 音频输出、1× MIC、1× RTC 时钟4× USB2.0、4× USB3.0、1× HDMI、1× VGA、1× 音频输出、1× MIC、1× RTC 时钟
电气特性DC12V 供电;工作温度 -10℃~60℃DC12V 供电;工作温度 -10℃~50℃

(三)通用硬件平台特性

全系列产品均采用 X86 工业级芯片与设计,具备以下共性能力:

  • 支持硬件看门狗(256 级,0~255 秒),软硬件多重守护;

  • 支持软硬件加密传输;

  • 内置 Windows / Linux / 国产操作系统 + OneEngine® 万物引擎系列工业物联网系统软件,支持图形界面快速配置与运行监视,并支持组态与脚本开发。

三、核心功能特性

广泛协议接入与安全加密

支持数百种设备接入与多平台上传,涵盖工业 Modbus、OPC、安防智能门禁与摄像头、电力 IEC/DLT645、环保 HJ、MQTT、HTTP 等协议;支持断点续传与远程遥控操作;内置 JavaScript 脚本,无缝支持 Json 格式数据编辑;支持 AES/RSA 及国密 SM3/SM4 等加解密与签名算法;支持通用 AI 大模型接口。

OPC DA/AE/UA 专用网关

出厂已配置并测试好操作系统 DCOM 环境,兼容中控、和利时、中自、国能智深、上海新华、西门子、霍尼韦尔、艾默生等 DCS 系统及各类 SCADA 系统的数据采集转发,支持容量点数高达 5 万点~10 万点(视配置)。

实时/历史数据访问

支持通用 HTTP 服务器(Web Server Web API)与 MQTT 服务器,通过标签名称和时间即可访问实时与历史数据。

边缘计算与自动控制

支持边缘计算(量程转换、系数变比、数据过滤清洗等)、报警以及自动控制(定时、条件、连锁、配方、PID 等)。

历史存储

支持多种关系数据库(Sqlite / Mysql / SqlServer / PostgreSQL / Oracle)及时序数据库(OneHisDB / InfluxDB / TimescaleDB 等)。

远程管理与组态开发

支持本地/远程监控管理及 OTA 升级、PLC 远程开发,免费提供 PC 端、手机端、云服务器端设备管理监控软件;支持可视化组态设计与全开放式脚本二次开发。

高可靠性

工业级软硬件设计,支持 7×24 小时不间断稳定运行,寿命长达 10 年以上。适用于工业制造、化工、石油、电力、水处理、环保、热网等领域的 DCS/SCADA 系统数据采集及平台上传。

四、规约转换配置界面

基于 OneEngine® 万物引擎图形化配置平台,OPC 采集点位与 IEC104/IEC61850 转发参数均可在同一界面内完成配置、监视与批量管理。

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OPC DA 采集(客户端,设备出厂已配置 DCOM)
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风电主控测点采集(支持自动订阅与批量点位管理)
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IEC104 转发(配置便捷,支持多设备复制批量替换)
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IEC61850 转发(配置便捷,支持导出 SCL 文件)

五、IEC104 / IEC61850 功能说明

IEC104 从站 · IEC61850 服务器 · 全功能支持第三方系统接入。

(一)IEC104 转发(从站侧)

作为 IEC104 从站(被控站)对外提供数据,功能覆盖转发与配置两类。

转发功能:总召唤(单点遥信、双点遥信、遥测)、电度召唤、设备对时;单/双点遥信突变上传与 SOE 上送(含 bool 型与其他类型值映射);遥测突变上传(支持越死区);单/双点遥控、遥调(升降命令,按步增减);设点(规一化值、比例系数值、浮点数值);读数据命令。

配置功能:支持遥信、遥测、遥控、设点、电度分类配置;支持从 Excel/WPS 表格文件导入导出,支持批量复制修改。

(二)IEC61850 转发(服务器侧)

作为 IEC61850 服务器对外提供数据,支持标准 MMS 映射与多种建模方式。

转发功能:总召唤(一次性上送全部遥信遥测)、遥信突变上传、遥测突变上传(越死区,支持 deadband 设置)、遥测周期上送与完整性周期上送、SOE 上送(时标精确到毫秒);每个数据点携带品质 q 与时标 t;单/双点遥控(直接控制与选择-执行 SBO 两种方式);遥调(SetPoint 设定值命令);报告控制块(URCB/BRCB,触发条件 dchg、qchg、dupd、period、intg,断链缓存补传);数据集(DataSet)批量上报与订阅;模型浏览服务(GetServerDirectory 等);SNTP 网络对时;IEC 61850-8-1 MMS 映射,主站/SCADA/EMS 免专用驱动接入。

配置与导出:表格建模(简易)、引用路径建模(高级)、树形列表建模(中等)三种方式;支持导出 CID、ICD、SCD、CSV、TXT、JSON、XML 格式配置文件。

六、性能优势

高性能 OPC 引擎 · 全功能电力规约 · 大容量 · 秒级响应。

能力维度性能表现
大容量单机最高 100,000 点,提供 5000 / 1 万 / 3 万 / 5 万 / 10 万点 5 档规格灵活选型
启动快速10 万点位秒级启动,采用高性能二进制配置格式,启动耗时降低 90%
浏览快速分步加载,首屏小于 1 秒;万级点位浏览零卡顿,浏览效率提升 50%
采集高效支持 OPC DA/UA 规约数据采集,毫秒级刷新(最快 100ms),自动订阅模式,数据到达率 100%、零遗漏
电力国标全面支持符合电力国标 IEC104 / IEC61850,四遥、SOE、总召唤等功能齐全,已在变电站 / 电厂 / 新能源等大量现场投运
简单易用稳定可靠配置向导 5 分钟完成部署,7×24 小时连续运行,年可用率 99.9%

七、应用场景

产品面向光伏、风电、储能、发电、配电等新能源全场景提供一站式接入能力。

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光伏电站

光伏电站:统一采集逆变器 Modbus 与箱变测控数据,转 IEC104 上送调度,满足“四可”要求;发电功率、设备温度与告警实时可视。

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风电场

风电场:多品牌风机主控统一接入,支持海量测点;风机侧对接 IEC 61400-25,升压站对接 61850,转 IEC104 上送调度,并支持 AGC/AVC 下发。

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储能电站

储能电站:BMS、PCS、EMS 全量接入(GB/T 42726);SOC/SOH 秒级采集,精度符合规范;IEC104 上送调度,对接 AGC/AVC 调频。

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发电厂

发电厂:DCS、SIS 经 OPC 采集,不改动原系统;单向隔离网闸摆渡,符合二次安防规定;采集周期不大于 1 秒,支持断链缓存与断点续传。

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配电房 · 变电站

配电房 / 变电站:保护测控装置、智能电表统一接入;站内 IEC61850、主站 IEC104 转发;支持四遥遥控与联闭锁,双网冗余运行。

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全场景 · 一体接入

全场景一体接入:多协议融合,一站对接调度与平台;双机双网冗余,设备在线率不低于 99.5%;纵向加密采用 SM2,符合 16 字方针要求。

八、典型案例:某地风电规约转换服务器

项目背景:风电场风机主控与 SCADA 数据由不同厂商以 OPC 服务集中提供,需统一转换为电力标准规约上送电网调度与集控中心,同时满足海量测点与长期稳定运行要求。方案以高性能规约转换服务器作为数据汇聚与协议转换枢纽,单机承载十万点级变量,长期运行于福建若干风电场现场。

核心能力:

  • 十万点变量采集:单服务支持 5K~10 万变量点,支持横向多服务无限扩展;兼容 Modbus、OPC、电力 IEC/DLT 系列等数百种设备与系统接入,采集周期可按点配置。

  • OPC UA 采集:作为 OPC UA 客户端接入风机主控/SCADA,支持地址空间浏览与订阅式采集,支持无安全 / 签名 / 签名加密多种安全策略与用户权限认证。

  • OPC DA 采集:作为 OPC DA/AE 客户端接入传统 X86 平台上位机,兼容 DCOM 组态与远程访问;同步采集 AE 事件与报警,保留原有报警语义。

  • IEC104 / IEC61850 转发:按 IEC60870-5-104 从站与 IEC61850 服务器对外转发,支持总召唤、分组召唤、SOE 上送、遥调遥控与双机双网冗余,满足调度与集控接入要求。

现场表现:7×24 小时连续运行,十万点采集与多路转发并行下 CPU 占用低、转发延迟小;数据响应时间不大于 1 秒,系统可利用率不低于 99.99%;内置本地历史库与断点续传,通信中断期间数据自动缓存、恢复后补录,主站可召唤历史数据;支持远程监视、组态与 OTA 升级,现场免维护。

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