【获奖报告二等奖】北辰网络耦合器（XCNet-PN）产品在虚拟 电厂控制中的应用

　　
　　

一、使用场景描述
随着能源结构的转型，虚拟电厂作为一种创新的能源管
理模式，逐渐受到关注。在虚拟电厂控制中，需要实现对分
布式能源资源（如太阳能、风能、储能设备等）的实时监测、
数据采集与整合，以及对这些资源的协调控制，以确保电网
的稳定运行和能源的高效利用。然而，虚拟电厂面临着设备
接口各异、通信协议不统一、数据采集难度大、实时控制要
求高等难点。北辰网络耦合器（XCNet-PN）产品正是为了解
决这些问题而被引入虚拟电厂控制领域。
该项目需要实现的功能包括：将不同协议的设备连接到
同一网络中，实现数据的透明传输；对采集到的数据进行整
合与分析，为虚拟电厂的调度决策提供依据；根据电网的需
求，实时调整分布式能源的输出功率，实现对电网的灵活响
应。在应用过程中，面临的难点主要是如何确保设备之间的
兼容性，以及如何在复杂的网络环境下保持数据传输的稳定
性和实时性。
二、产品开箱
北辰网络耦合器（XCNet-PN）的外观设计简洁大方，采
用坚固的金属材质外壳，具有良好的散热性能和抗干扰能力。
做工精细，接口布局合理。产品说明书详细介绍了XCNet-PN
的功能特点、技术参数、安装步骤以及常见问题的解决方法。
其功能强大，支持多种通信协议的转换，如S7TCP 协议与
ModbusTCP 协议之间的转换，能够满足虚拟电厂中不同设备
的通信需求。此外，说明书还提供了丰富的配置示例，便于
用户快速上手。
三、产品使用过程
北辰网络耦合器（XCNet-PN）产品完全能够满足项目需
求，设备的连接架构如下图所示。上位机的SCADA 系统
（10.212.172.32）LAN2 口通过以太网线缆连接到北辰网络
耦合器（XCNet-PN）的LAN2 端口；北辰网络耦合器（XCNet-PN）
的LAN1 端口分别与HMI （ 192.168.1.21 ） 和PLC
（192.168.1.20）连接。

在电脑上安装并打开BCDevice 配置工具，通过BCDevice
工具搜索到XCNet-PN 设备。

配置XCNet-PN 的LAN1 口和LAN2 口的IP 地址、子网掩
码等网络参数，确保它们与所连接设备的IP 地址在同一网段
或可通信的网段内。选择ModbusTCP 协议作为LAN2 口的通
信协议用于与上位机通信。

在使用XCNet-PN 产品时，将XCNet-PN 的LAN1 口连接
到PLC 等设备，LAN2 口连接到虚拟电厂的主干网络上位机监
控系统中。通过BCDevice 配置软件对XCNet-PN 进行参数设
置，包括IP 地址、子网掩码、网关等网络参数，以及协议转
换的相关参数。在配置过程中，软件界面友好，操作简便，
能够快速完成设置。连接上设备后，XCNet-PN 能够自动识别
并建立设备之间的通信链路，实现数据的实时传输。在实际
使用中，XCNet-PN 表现稳定，能够有效解决设备之间通信协
议不统一的问题，提高了虚拟电厂控制系统的兼容性和可靠
性。

四、使用效果说明
经过实际测试和应用，北辰网络耦合器（XCNet-PN）产
品成功实现了西门子S7-1200PLC 与上位机之间的跨网段通
信和协议转换。通信过程稳定可靠，数据传输实时准确，完
全满足了虚拟电厂控制系统的需求。
XCNet-PN 成功将S7TCP 协议转换成ModbusTCP 协议，使
得上位机能够顺利读取和写入PLC 的数据；通过配置NAT 功
能，XCNet-PN 实现了LAN1 口和LAN2 口之间的跨网段通信，
解决了虚拟电厂中设备分布在不同子网的问题；在测试过程
中，通信延迟极低，数据传输稳定可靠，没有出现中断或丢
失的情况。

通过使用XCNet-PN 产品，虚拟电厂实现了对分布式能
源资源的高效整合与监控。在数据采集方面，XCNet-PN 能够
准确、及时地采集各设备的运行数据，并将其传输到虚拟电
厂的监控中心，为调度决策提供了有力支持。在协议转换方
面，XCNet-PN 确保了不同设备之间的无缝通信，消除了协议
壁垒，提高了系统的整体效率。在实时控制方面，XCNet-PN
能够快速响应电网的需求，对分布式能源的输出功率进行调
整，实现了对电网的灵活调控。经实际测试，使用XCNet-PN
产品后，虚拟电厂的能源利用效率有很大提高，电网的稳定
性也得到了显著提升。
五、总结
在试用北辰网络耦合器（XCNet-PN）产品的过程中，总
体感受是产品性能出色，功能强大，能够很好地满足虚拟电
厂控制的需求。其优点主要体现在以下几个方面：一是兼容
性强，能够连接多种不同协议的设备，解决了虚拟电厂中设
备接口各异的问题；二是稳定性高，在复杂的网络环境下仍
能保持数据传输的稳定性和实时性，确保了虚拟电厂控制系
统的可靠运行；三是操作简便，配置过程简单快捷，用户容
易上手。