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

打开VFBOX Studio → 新建工程 → 设备类型选择 VB301-1110

“新建设备” → 选择“Modbus RTU”驱动

设备名称可设为 INV1

配置串口参数（与逆变器一致，如9600,8,N,1）

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

进入“服务” → “IEC104”

启用104服务，端口保持 2404

公共地址设置（如11），与主站一致

周期上报间隔设为 10（秒）

归一化数据类型选 Float

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：

启用“启用”与“启用 to Cloud”均为 Yes

远程服务器IP/端口填写主站104服务地址（如 120.120.120.100:2404）

注册帧可设为电站编号（十六进制格式，如 31 32 33 表示“123”）

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）

在电脑上运行PMA软件，选择“IEC870-5-104规约”

从站IP设为网关IP 192.168.1.199，主站IP为电脑IP

公共地址设为 11

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

主站系统建立104连接，指向网关4G网络IP（由运营商分配）

导入点表（地址与网关配置一一对应）

建立连接后，网关自动上报数据，支持周期上报与变化上报

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

地址规划：104地址需严格按类型划分，避免冲突

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）

4G信号：安装前测试现场信号强度，必要时加装天线

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》

审核编辑 黄宇