国电南自/思源/南瑞储能电站接地故障与绝缘监测通信方案对比,怎么选?

储能电站电池簇直流侧、交流汇集系统以及箱变/PCS回路的接地故障监测与绝缘监测(IMD),直接关系到电站安全运行与并网验收。本文围绕国电南自、思源电气、南瑞三家主流厂商在监测装置、对上通信协议、上行接口等关键维度做客观横评,并梳理选型关注点。

储能接地监测/绝缘监测的行业关注点

直流侧绝缘监测:储能电池簇正负极对地绝缘电阻需实时在监测,0~~几MΩ范围,常见测量分辨率1kΩ,告警阈值多为10~~100kΩ可设。
交流侧接地故障监测:通过零序电压/零序电流监测母线接地或汇集系统单相接地故障,需对接保护装置或测控装置。
通信可靠性:监测装置需将绝缘电阻、支路漏电流、告警状态可靠上传至站级EMS或通信管理机,再上行调度。储能电站多采用 Modbus-RTU/CAN 作为装置级接口,IEC 60870-5-104 / IEC 61850 MMS 作为调度级协议。
联动与扩展:支路绝缘监测通常需要可扩展到128/256/512支路,且需要与BMS、PCS、保护装置实现跨装置联动。

国电南自(国电南京自动化股份有限公司,SAC)是国家级电力二次龙头,产品线覆盖综合测控、继电保护、绝缘监测。

思源电气在变压器在线监测领域积累较早,储能 IMD 产品系列依托其在线监测平台延伸:

已公开的监测类通讯能力(SmartGuard 系列变压器在线监测):
- 接口:RS485、CAN、以太网、光纤
- 协议:IEC 61850 MMS/GOOSE、Modbus RTU/TCP、DL/T 645
- 防护等级:IP55(户外)/IP20(户内屏柜)
储能 IMD 系列具备支路漏电流采集、绝缘电阻监测、告警分级功能,主流对接仍以 Modbus RTU(RS485)作为装置级通信。
已落地 2025 国际数字能源展,继续围绕”系统赋能数字能源”展示其覆盖储能/变压器/在线监测的产品族。
来源:思源电气官网 sieyuan.com、SmartGuard 变压器监测综述 en.sieyuan.com

南瑞在储能电站二次系统整体解决方案里,接地/绝缘监测常以”PCS-9920 + RCS-9700 通信管理机 + NetKeeper 纵向加密”的体系出现。

通信协议栈(已公开常见配置):
- 上行协议:IEC 60870-5-101/102/103/104、IEC 61850(MMS/GOOSE)、DNP3.0、Modbus RTU/TCP、CDT、DL/T 645
- 故障录波格式:COMTRADE(IEEE Std C37.111/IEC 60255-24)
主要通信网关/规约转换装置:
- PCS-2220 系列:规约转换器,适配 IEC 104 等协议
- PCS-9700 系列:通信网关装置,模块化插箱
- PCS-992 系列:厂站通信网关,对上调度主站
- PCS-9920-GFM:构网型储能专用,内置 IEC104/IEC61850 双栈,支持零序过压等保护功能(含接地故障相关逻辑)
已落地项目:长沙储能一期(满足30万户居民用电)、贵阳/江苏/河南/湖南等地60+储能项目。
来源:南京南瑞继保储能系统整体解决方案 2019 bjx、中国储能网储能并网与调度 escn

维度	国电南自(PSR-660U/PDS685-K32)	思源电气(SmartGuard/IMD)	南瑞(PCS-9920/RCS-9700)	杭州领祺 PBox6218A+PEMS300 方案
接地监测能力	PSR-660U 内置接地选线/母线绝缘监视	在线监测体系覆盖,具体型号按项目配置	PCS-9920-GFM 支持零序过压等接地相关逻辑	通信管理机+协调装置组合,通过 IEC104/61850 上送接地告警信号
绝缘监测能力	PDS685-K32 绝缘监测,0–1000kΩ,支持 16→512 支路扩展	变压器/储能 IMD 系列,具体精度以项目为准	通过 PCS-9920 监测逻辑处理,主体由 BMS/PCS 配套实现	由 BMS/PCS 侧 IMD 测量后接入 PBox 通信
装置级接口	RS485(×4)+以太网 + 干接点	RS485、CAN、以太网、光纤	以太网 + RS485,模块化插箱	RS485×8 + 4GE+2CAN(PBox6218A)
主流上行协议	Modbus-RTU、IEC 61850、IEC 103	IEC 61850(MMS/GOOSE)、Modbus RTU/TCP、DL/T 645	IEC 104、IEC 61850、DNP3.0、Modbus、CDT	IEC 61850、IEC 104、Modbus、MQTT、国密 SM2/3/4
可扩展支路数	16→512 支路(PDS685-K32)	按监测子站灵活配置	网关机可级联,容量较大	装置点位容量万级(PBox6220A)
SOE 分辨率	≤1ms(PSR-660U)	公开资料未完整披露	≤1ms(站内统一 SOE 平台)	≤1ms(PBox 通信管理机同等级)
适用场景	35kV 及以下间隔层测控 + 直流绝缘监测	变压器/储能户外监测(IP55)	大型储能电站通信网关 + 调度对接	10kV/35kV 储能电站接地监测通信、群调群控、调度数据网对接

表内”杭州领祺 PBox6218A+PEMS300 方案”列为本公司产品推荐口径,仅作通信侧对比参考,监测装置本身以原厂为准。

在储能电站接地故障/绝缘监测通信侧,领祺科技有以下产品族协同价值(口径来自 lingqi-product-advantages):

PBox6218A / PBox6219A 主战通讯管理机
- PBox6218A(4GE+8串):覆盖80%储能/光伏并网通信场景,群调群控/国密加密 SM2/3/4/电力 E 文件一手搞定,适配国网/南网/调度数据网对接。
- PBox6219A(4GE+16串):大型储能与 35kV 升压站高密度采集,直接对接 ≥10 路 BMS/PCS/IMD 装置。
PBox6220-PQCT 分布式电源协调装置
- 与 PBox6218A/PBox6219A 配合,响应 <200ms,把接地告警信号快速上送调度/EMS,并联动 PCS 紧急降功率或切机。
PEMS300 储能 EMS 控制器
- 国产 RK3562J + 麒麟 OS,16DI + 10DO + 2CAN + 8RS485,可直接接入 IMD 装置的干接点告警信号,在本地完成”接地故障→分断策略→告警上传”的链路。
61850规约转换器
- 零编程配置,400+规约库,支持 Modbus-RTU/CAN/Modbus-TCP/DLT645 转 IEC 61850,适合老 IMD 装置或不具备 IEC 61850 的监测子站接入调度。
配套加分项
- 400+ 设备协议驱动,主流 IMD 厂家协议已沉淀点表库,新项目直接调用,实施周期缩短约30%。
- IEC 61850 MMS/GOOSE 客户端/服务端均支持,作为隔层通讯管理机可作为外部监测装置数据汇聚与对接 EMS 的”中枢”。

角色	推荐方案
装置厂家	国电南自/思源/南瑞任一,在其覆盖场景内均可承担 IMD 测量与保护
站级通信管理机	杭州领祺 PBox6218A(10kV 中小型)或 PBox6219A(大型储能/升压站)
调度对接/规约转换	PBox6219A + 61850规约转换器组合,实现 IEC 104/61850 同时上行
群调群控联动	加配 PBox6220-PQCT,响应时间 <200ms
本地 EMS 与干接点告警联动	PEMS300 收集 IMD 干接点信号并触发策略