实现逆变器Modbus转IEC 104协议接入电力监控系统项目案例

• 一、项目背景
某光伏电站需要对并网逆变器进行实时监控，并将运行数据上传至调度主站。逆变器设备采用Modbus RTU协议通信，输出直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、输出功率、发电量、设备状态等关键参数。调度主站系统采用IEC 60870-5-104规约作为标准通信协议。
项目要求在不影响逆变器原有通信与控制的条件下，将其接入电力监控系统，实现“遥测、遥信、遥控、遥调”四遥功能。

• 二、解决方案
选用上海仰科VFBOX协议转换网关（型号：VB301-1110，支持1网口、1串口、4G无线），实现：
• 通过RS485采集逆变器Modbus数据
• 转换为IEC 104规约数据模型
• 通过4G无线网络（或以太网）上传至104主站
该网关支持104服务端与客户端两种模式，适用于本地网络或远程无线接入场景。

• 三、硬件连接与配置
• 1. 现场接线
• 逆变器RS485接口 → 网关COM1（A-A、B-B）
• 网关安装SIM卡（移动/联通/电信），连接4G天线
• 电源：DC 12V/24V接入网关V+、V-
• 网关通过导轨安装于逆变器就近电柜内
• 2. 本地调试网络设置
• 电脑IP设置为 192.168.1.198
• 网关默认IP 192.168.1.199（可通过FUN键恢复）
• 使用网线直连网关，通过VFBOX Studio进行配置

• 四、VFBOX Studio配置步骤
• 1. 新建工程并添加逆变器设备

1. 打开VFBOX Studio → 新建工程 → 设备类型选择 VB301-1110
2. “新建设备” → 选择“Modbus RTU”驱动
3. 设备名称可设为 INV1
4. 配置串口参数（与逆变器一致，如9600,8,N,1）
5. 设置逆变器Modbus地址（如站号=1）
   • 2. 添加逆变器数据点
   根据逆变器协议手册，添加关键参数并映射为104规约点表：
   数据描述 Modbus地址 数据类型 104类型 104地址（十进制）
   直流电压 40001 Float AI-MeasuredValueShot 16385
   直流电流 40003 Float AI-MeasuredValueShot 16386
   交流电压 40005 Float AI-MeasuredValueShot 16387
   交流电流 40007 Float AI-MeasuredValueShot 16388
   输出功率 40009 Float AI-MeasuredValueShot 16389
   日发电量 40013 Float COUNTER-IntegratedTotals 32769
   累计发电量 40015 Float COUNTER-IntegratedTotals 32770
   逆变器运行状态 00001 Boolean DI-SinglePoint 1
   故障告警 00002 Boolean DI-SinglePoint 2
   并网状态 00003 Boolean DI-SinglePoint 3
   远程启停控制 — Boolean DO-SingleCommand 24577
   功率设定 — Float AO-SetpointCommandShort 25089
   提示：添加第一个点后可手动修改地址，后续点地址会自动递增。
   • 3. 配置IEC 104服务
6. 进入“服务” → “IEC104”
7. 启用104服务，端口保持 2404
8. 公共地址设置（如11），与主站一致
9. 周期上报间隔设为 10（秒）
10. 归一化数据类型选 Float
11. 上报变化精度可设为 0.5（数据变化超5%立即上报）
    • 4. 配置4G无线连接主站（客户端模式）
    因现场无有线网络，启用“to Cloud”功能：
12. 启用“启用”与“启用 to Cloud”均为 Yes
13. 远程服务器IP/端口填写主站104服务地址（如 120.120.120.100:2404）
14. 注册帧可设为电站编号（十六进制格式，如 31 32 33 表示“123”）
15. 保存并下载工程至网关

• 五、主站对接与通信测试
• 1. 本地测试（使用PMA软件）

1. 在电脑上运行PMA软件，选择“IEC870-5-104规约”
2. 从站IP设为网关IP 192.168.1.199，主站IP为电脑IP
3. 公共地址设为 11
4. 连接后发送总召命令（TI=100），查看是否正常接收逆变器数据
   • 2. 实际主站对接
5. 主站系统建立104连接，指向网关4G网络IP（由运营商分配）
6. 导入点表（地址与网关配置一一对应）
7. 建立连接后，网关自动上报数据，支持周期上报与变化上报
8. 主站可下发遥控指令（如远程启停逆变器）

• 六、项目成效
• 快速接入：1天内完成单台逆变器接入调试
• 稳定可靠：网关工业级设计，适应户外柜环境，4G链路自动重连
• 标准合规：完全符合IEC 104规约，通过电力行业检测
• 扩展灵活：支持多台逆变器通过同一网关接入，节省成本
• 维护方便：支持远程配置更新与故障诊断

• 七、注意事项

1. 地址规划：104地址需严格按类型划分，避免冲突
2. 数据精度：浮点数转换时注意字节顺序（可在设备属性中调整）
3. 4G信号：安装前测试现场信号强度，必要时加装天线
4. 安全策略：建议在主站与网关之间设置通信加密与认证机制

• 八、技术支持
• 详细配置可参考：《采集modbus设备数据转104协议使用说明》
• 网关通用功能请参阅：《VFBOX网关采集和转发数据使用说明》