Thuật Ngữ Solar

Giao Tiếp Trong Inverter Điện Mặt Trời: Vai Trò, Nguyên Lý Và Ứng Dụng Thực Tế

Đăng vào bởi Việt Nam Solar News

TikTokFacebookYouTubeLinkedInXInstagramThreads

Giao tiếp trong inverter điện mặt trời

Giao tiếp inverter là gì?

Vì sao cần giao tiếp dữ liệu?

Lớp vật lý: RS-485, Ethernet

Modbus — giao thức phổ biến

SunSpec Modbus liên thông

CAN bus với pin lưu trữ

IEEE 1547 & IEEE 2030.5

IEC 61850 quy mô tiện ích

Giám sát từ xa: logger, cloud

Câu hỏi thường gặp về giao tiếp inverter

Việt Nam Solar & danh sách cửa hàng

Giao tiếp trong inverter điện mặt trờiGiao tiếp inverter là gì?Vì sao cần giao tiếp dữ liệu?Lớp vật lý: RS-485, EthernetModbus — giao thức phổ biếnSunSpec Modbus liên thôngCAN bus với pin lưu trữIEEE 1547 & IEEE 2030.5IEC 61850 quy mô tiện íchGiám sát từ xa: logger, cloudCâu hỏi thường gặp về giao tiếp inverterViệt Nam Solar & danh sách cửa hàng

Xem mục lục
1Giao tiếp trong inverter điện mặt trời là gì?2Vì sao inverter điện mặt trời cần giao tiếp dữ liệu?3Lớp vật lý có dây RS-485, Ethernet và lớp không dây4Modbus là giao thức trường phổ biến nhất5SunSpec Modbus là chuẩn thông tin liên thông6CAN bus giúp inverter giao tiếp với pin lưu trữ7IEEE 1547-2018 và IEEE 2030.5 cho giao tiếp inverter thông minh với lưới8IEC 61850 dùng cho giao tiếp DER quy mô tiện ích9Giám sát và điều khiển inverter từ xa qua data logger và cloud10Câu hỏi thường gặp về giao tiếp inverter11Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng

Giao tiếp trong inverter điện mặt trời là các giao diện và giao thức giúp inverter gửi dữ liệu vận hành ra ngoài và nhận lệnh điều khiển từ hệ thống giám sát hoặc từ lưới điện.[13] IEEE 1547-2018 yêu cầu mọi thiết bị năng lượng phân tán, gồm cả inverter điện mặt trời, phải có khả năng giao tiếp qua một giao diện cục bộ mở và chuẩn hóa.[7][13]

Giao diện cục bộ đó phải hỗ trợ ít nhất một trong ba giao thức là SunSpec Modbus, DNP3 theo IEEE 1815, hoặc IEEE 2030.5.[13] Ở lớp vật lý, giao tiếp có dây phổ biến nhất dùng chuẩn nối tiếp RS-485 mang Modbus, hoặc Ethernet mang Modbus TCP và IEEE 2030.5.[6][5][8]

Nhờ giao tiếp chuẩn hóa, inverter có thể được giám sát từ xa, nhận lệnh hỗ trợ lưới và tham gia các mô hình như nhà máy điện ảo VPP.[14][13] Hiểu đúng các giao thức này giúp anh chị chọn inverter tương thích với hệ giám sát và yêu cầu đấu nối của địa phương.[7][1]

Lớp vật lý phổ biếnRS-485[6]
Giao thức trườngModbus[5]
Giao thức chuẩn theo IEEE 15473 giao thức[13]
Chuẩn đấu nối DERIEEE 1547-2018[7]
Giao tiếp trong inverter điện mặt trời (inverter communication) là hệ giao diện và giao thức giúp inverter báo dữ liệu và nhận lệnh điều khiển, dùng cho giám sát và hỗ trợ lưới.[13] Nó bao gồm cả dây giao tiếp giữa pin lưu trữ với biến tần qua CAN bus và các giao thức nối lưới.[11][13] IEEE 1547-2018 buộc mọi inverter phải giao tiếp qua một giao diện cục bộ mở, hỗ trợ SunSpec Modbus, DNP3 hoặc IEEE 2030.5.[7][13] Bài viết trình bày lớp vật lý RS-485 và Ethernet, các giao thức Modbus, SunSpec, CAN bus, IEEE 2030.5 và IEC 61850.[1][9]

1. Giao tiếp trong inverter điện mặt trời là gì? Định nghĩa

Giao tiếp trong inverter điện mặt trời là giao diện và giao thức giúp inverter trao đổi dữ liệu ra ngoài.[13] Một chiều gửi dữ liệu vận hành như công suất, điện áp và trạng thái lỗi.[13] Chiều còn lại nhận lệnh điều khiển như lệnh hỗ trợ lưới hoặc lệnh đổi cấu hình.[13] Theo IEEE 1547-2018, mọi thiết bị năng lượng phân tán đều phải có khả năng giao tiếp, không phân biệt loại hay công suất.[7][13] Chuẩn này yêu cầu giao diện cục bộ mở, chuẩn hóa để trao đổi thông tin thiết bị, cấu hình, giám sát và quản lý.[13] Nhờ đó, inverter nhiều hãng cùng dùng một hệ giám sát.[7]

Hai chiều dữ liệu và lệnh điều khiển

Giao tiếp inverter hoạt động theo hai chiều rõ rệt.[13] Chiều gửi mang dữ liệu vận hành phục vụ giám sát từ xa.[13] Chiều nhận mang lệnh điều khiển như lệnh hỗ trợ lưới hoặc lệnh đổi chế độ.[13] Cả hai chiều đều đi qua cùng một giao diện giao tiếp của inverter.[13]

Yêu cầu bắt buộc theo IEEE 1547-2018

IEEE 1547-2018 quy định mọi thiết bị năng lượng phân tán phải có khả năng giao tiếp.[7][13] Yêu cầu này áp dụng cho mọi inverter điện mặt trời, không phân biệt loại hay công suất lắp đặt.[13] Giao diện giao tiếp cục bộ phải mở và chuẩn hóa, không khóa riêng cho một hãng.[13] Đây là điểm khác biệt so với các thế hệ inverter cũ chỉ giao tiếp nội bộ.[13]

Bốn nhóm thông tin trao đổi qua giao diện

Giao diện giao tiếp cục bộ trao đổi bốn nhóm thông tin chính.[13] Nhóm Nameplate mô tả thông số định danh của thiết bị.[13] Nhóm Configuration và Monitoring theo dõi cấu hình và trạng thái vận hành.[13] Nhóm Management cho phép gửi lệnh điều khiển tới inverter.[13]

Giao tiếp trong inverter điện mặt trời là gì

2. Vì sao inverter điện mặt trời cần giao tiếp dữ liệu? Vai trò

Inverter cần giao tiếp để tham gia hỗ trợ lưới điện, không chỉ đơn thuần chuyển đổi DC sang AC.[13] Lệnh hỗ trợ lưới gồm chức năng Volt/VAR để cấp hoặc hút công suất phản kháng theo điện áp lưới.[13] Lệnh freq-watt giảm công suất phát khi tần số lưới tăng cao.[13] Chức năng ride-through giữ inverter nối lưới qua các sự cố ngắn thay vì ngắt ngay.[13] Giao tiếp cũng cho phép cập nhật cấu hình và chế độ vận hành từ xa mà không cần đến tận nơi.[13] Nhiều inverter cùng giao tiếp còn có thể được điều phối thành nhà máy điện ảo VPP.[14]

Hỗ trợ lưới bằng lệnh Volt VAR

Chức năng Volt/VAR điều khiển inverter cấp hoặc hút công suất phản kháng.[13] Lệnh này giúp giữ điện áp tại điểm đấu nối trong giới hạn cho phép.[13] Inverter chỉ thực hiện được lệnh này khi có kênh giao tiếp nhận lệnh từ thiết bị vận hành lưới.[13] Đây là một trong các chức năng hỗ trợ lưới theo IEEE 1547-2018.[7][13]

Giảm công suất theo tần số lưới

Chức năng freq-watt tự động giảm công suất phát khi tần số lưới vượt ngưỡng.[13] Chức năng ride-through giữ inverter tiếp tục nối lưới qua sự cố điện áp hoặc tần số ngắn hạn.[13] Cả hai chức năng đều cần inverter nhận lệnh hoặc cấu hình qua giao diện giao tiếp.[13] Nhờ vậy lưới điện ổn định hơn khi có nhiều inverter cùng vận hành.[13]

Cập nhật cấu hình từ xa và VPP

Giao tiếp cho phép đổi cấu hình hoặc chế độ vận hành của inverter từ xa.[13] Đơn vị vận hành không cần đến tận nơi để chỉnh lại thông số.[13] Nhiều thiết bị năng lượng phân tán, gồm inverter điện mặt trời và pin lithium, có thể được gộp lại thành một nhà máy điện ảo VPP.[14] VPP điều phối các thiết bị này để cùng hỗ trợ lưới điện.[14]

Vì sao inverter điện mặt trời cần giao tiếp dữ liệu

3. Lớp vật lý có dây RS-485, Ethernet và lớp không dây Lớp vật lý

Giao tiếp inverter dùng hai nhóm lớp vật lý là có dây và không dây.[6][8] Có dây phổ biến nhất là chuẩn nối tiếp RS-485, cũng có thể dùng RS-232, mang giao thức Modbus Serial.[6] Ethernet là lớp vật lý có dây thứ hai, mang Modbus TCP và IEEE 2030.5 qua nền IP.[5][8] Vì IEEE 2030.5 chạy trên nền IP, giao thức này hoạt động được trên mọi hạ tầng mang IP như Ethernet, Wi-Fi hoặc mạng di động.[8] Việc dùng Wi-Fi, mạng di động, Bluetooth hoặc Zigbee cho giao tiếp inverter là lựa chọn triển khai riêng của từng nhà sản xuất, chưa xác nhận theo chuẩn nào được trích dẫn trong bài.[8]

RS-485 mang giao thức Modbus Serial

RS-485 là chuẩn giao diện nối tiếp dùng phổ biến cho Modbus trong ứng dụng điện mặt trời.[6] Modbus Serial còn có thể chạy trên chuẩn nối tiếp RS-232.[6] Modbus Organization công bố đặc tả Modbus over Serial Line V1.02 mô tả chi tiết lớp vật lý này.[6] Đây là lựa chọn có dây lâu đời và phổ biến ở cấp thiết bị hiện trường.[6]

Ethernet mang Modbus TCP và IEEE 2030.5

Ethernet là lớp vật lý có dây mang được cả Modbus TCP lẫn IEEE 2030.5.[5][8] Modbus Organization công bố riêng đặc tả Modbus TCP/IP v1.0b cho biến thể này.[5] IEEE 2030.5 hoạt động ở lớp ứng dụng trên nền TCP/IP nên tận dụng trực tiếp hạ tầng Ethernet sẵn có.[8] Nhiều hệ giám sát tòa nhà hoặc nhà xưởng đã có sẵn mạng Ethernet nên dễ tích hợp thêm inverter.[8]

Không dây tùy theo nhà sản xuất

Wi-Fi, mạng di động, Bluetooth và Zigbee là các lựa chọn không dây do từng hãng inverter tự triển khai.[8] Các chuẩn được trích dẫn trong bài không quy định riêng phương án không dây nào, nên đây là nội dung chưa xác nhận theo chuẩn chung.[8] Điểm chung là nếu dùng IEEE 2030.5, giao thức này chạy được trên bất kỳ hạ tầng IP nào kể cả Wi-Fi hoặc di động.[8] Anh chị nên hỏi rõ hãng inverter về phương án không dây cụ thể trước khi lắp đặt.[8]

Khả năng chống nhiễu điện từ của cổng giao tiếp

Thiết bị inverter và cổng giao tiếp của nó phải đáp ứng miễn nhiễm điện từ trong môi trường công nghiệp.[15] Tiêu chuẩn IEC 61000-6-2:2016 quy định mức miễn nhiễm EMC áp dụng cho dải tần từ 0 Hz đến 400 GHz.[15] Yêu cầu này giúp cổng RS-485 hoặc Ethernet của inverter hoạt động ổn định gần thiết bị điện công nghiệp khác.[15] Đây là lớp yêu cầu kỹ thuật đi kèm, ngoài giao thức truyền dữ liệu.[15]

Lớp vật lý có dây RS-485, Ethernet và lớp không dây

4. Modbus là giao thức trường phổ biến nhất Giao thức

Modbus Organization mô tả Modbus là giao thức truyền thông công nghiệp được áp dụng rộng nhất thế giới.[5] Modbus là giao thức mở, hoạt động dựa trên các thanh ghi dữ liệu gọi là register.[5] Modbus Organization công bố ba đặc tả chính là Modbus Application Protocol V1.1b3 quy định mã hàm, Modbus over Serial Line V1.02 cho biến thể nối tiếp, và Modbus TCP/IP v1.0b cho biến thể Ethernet.[5][6] Modbus RTU chạy trên đường nối tiếp RS-485 hoặc RS-232, còn Modbus TCP chạy trên Ethernet.[6][5] Đây là lớp giao thức nền mà nhiều chuẩn khác của ngành điện mặt trời, trong đó có SunSpec Modbus, xây dựng thêm phía trên.[1]

Modbus là giao thức mở dựa trên register

Modbus hoạt động theo cơ chế đọc và ghi các thanh ghi dữ liệu gọi là register.[5] Đây là giao thức mở, không thuộc quyền sở hữu của riêng một hãng thiết bị nào.[5] Modbus Organization giữ vai trò quản lý và công bố các đặc tả kỹ thuật của giao thức này.[5] Tính mở giúp thiết bị của nhiều hãng khác nhau cùng đọc hiểu một cấu trúc dữ liệu.[5]

Modbus RTU chạy trên đường nối tiếp

Modbus RTU là biến thể chạy trên đường truyền nối tiếp RS-485 hoặc RS-232.[6] Đặc tả Modbus over Serial Line V1.02 mô tả chi tiết cách đóng gói dữ liệu cho biến thể này.[6] Modbus RTU thường dùng ở cấp thiết bị hiện trường, nơi khoảng cách dây ngắn và cần độ tin cậy cao.[6] Nhiều inverter dân dụng và thương mại vẫn dùng cổng RS-485 chạy Modbus RTU làm giao tiếp chính.[6]

Modbus TCP chạy trên nền Ethernet

Modbus TCP là biến thể chạy trên nền Ethernet, dùng đặc tả Modbus TCP/IP v1.0b.[5] Biến thể này phù hợp khi inverter cần kết nối vào mạng LAN sẵn có của công trình.[5] Modbus Application Protocol V1.1b3 quy định các mã hàm dùng chung cho cả Modbus RTU và Modbus TCP.[5] Nhờ dùng chung mã hàm, phần mềm giám sát chỉ cần đổi lớp vận chuyển mà không cần viết lại logic đọc dữ liệu.[5]

Modbus là giao thức trường phổ biến nhất

5. SunSpec Modbus là chuẩn thông tin liên thông Chuẩn liên thông

SunSpec Modbus là chuẩn mở xây dựng trên giao thức Modbus dành riêng cho ngành năng lượng phân tán.[1] SunSpec Alliance mô tả chuẩn này cung cấp giao diện giao tiếp cho smart inverter, thiết bị lưu trữ, đồng hồ đo, tracker và các thành phần cân bằng hệ thống.[1] SunSpec định nghĩa mô hình thông tin thiết bị chuẩn hóa, gồm dòng mô hình 700 cho thiết bị năng lượng phân tán.[2] Chuẩn này được viện dẫn trực tiếp trong IEEE 1547-2018 như một trong ba giao thức được chấp nhận tại giao diện cục bộ.[13][3] SunSpec Modbus còn được quy định trong grid code của Mỹ, Canada, Đan Mạch và Ba Lan.[3]

Giao diện chung cho nhiều thiết bị DER

SunSpec Modbus cung cấp giao diện giao tiếp dùng chung cho smart inverter, thiết bị lưu trữ và đồng hồ đo.[1] Chuẩn này còn phủ tới tracker và các thành phần cân bằng hệ thống khác trong một dự án điện mặt trời.[1] Nhờ một giao diện chung, phần mềm giám sát không cần viết riêng driver cho từng hãng thiết bị.[1] Đây là lý do SunSpec Modbus được nhiều nhà tích hợp hệ thống ưa dùng.[1]

Mô hình thông tin thiết bị theo dòng 700

SunSpec Alliance công bố tài liệu SunSpec Inverter Models mô tả các mô hình thông tin theo mã số.[2] Dòng mô hình 700 dành riêng cho thiết bị năng lượng phân tán như inverter hỗ trợ lưới.[2] Mô hình thông tin chuẩn hóa giúp mỗi thanh ghi Modbus có ý nghĩa cố định, không phụ thuộc vào cách đặt tên riêng của hãng.[2] Đây là phần lõi kỹ thuật giúp SunSpec Modbus liên thông được nhiều thiết bị.[2]

Được viện dẫn trong IEEE 1547 và grid code

IEEE 1547-2018 xác nhận SunSpec Modbus là một trong ba giao thức được chấp nhận cho giao diện cục bộ của thiết bị năng lượng phân tán.[13] SunSpec Alliance còn công bố riêng tài liệu hồ sơ SunSpec Modbus theo IEEE 1547-2018 hướng dẫn triển khai cụ thể.[3] SunSpec Modbus cũng được quy định trong grid code chính thức của Mỹ, Canada, Đan Mạch và Ba Lan.[3] Việc được nhiều cơ quan quản lý viện dẫn giúp chuẩn này trở thành lựa chọn an toàn khi chọn thiết bị.[3]

SunSpec Modbus là chuẩn thông tin liên thông

6. CAN bus giúp inverter giao tiếp với pin lưu trữ Pin lưu trữ

CAN bus là kênh giao tiếp phổ biến giữa inverter và hệ quản lý pin BMS trong hệ lưu trữ lithium.[11][12] CAN in Automation công bố CiA 418, một hồ sơ thiết bị CANopen dành cho module pin, liên thông với bộ sạc.[11] CiA 418 quy định dữ liệu bắt buộc trao đổi gồm loại pin, dung lượng, số cell, dòng sạc tối đa và nhiệt độ.[11] CAN in Automation còn công bố CiA 454, một hồ sơ ứng dụng CANopen cho hệ quản lý năng lượng dùng pin lithium theo EnergyBus.[12] Bản đồ thanh ghi cụ thể giữa inverter và BMS của từng hãng chưa có một chuẩn thống nhất công khai duy nhất.[11][12]

CAN bus kết nối inverter và BMS

CAN bus là đường truyền dữ liệu giữa inverter và hệ quản lý pin BMS trong hệ lưu trữ lithium.[11] Kênh này cho phép inverter đọc trạng thái pin và gửi lệnh sạc hoặc xả phù hợp.[11][12] CAN in Automation là tổ chức xây dựng các hồ sơ thiết bị CANopen dùng cho kết nối này.[11] CiA 418 và CiA 454 là hai hồ sơ liên quan trực tiếp tới pin lithium trong hệ điện mặt trời.[11][12]

CiA 418 quy định dữ liệu module pin

CiA 418 là hồ sơ thiết bị CANopen dành cho module pin, giúp liên thông với bộ sạc.[11] Hồ sơ này quy định các dữ liệu bắt buộc phải trao đổi qua CAN bus.[11] Dữ liệu gồm loại pin, dung lượng, số cell trong module, dòng sạc tối đa và nhiệt độ vận hành.[11] Nhờ danh mục dữ liệu cố định, inverter của một hãng có thể đọc đúng thông số pin của hãng khác nếu cùng tuân theo CiA 418.[11]

CiA 454 cho hệ quản lý năng lượng

CiA 454 là hồ sơ ứng dụng CANopen dành cho hệ quản lý năng lượng dùng pin lithium.[12] Hồ sơ này còn được gọi theo tên EnergyBus trong ngành pin lưu trữ.[12] CiA 454 mô tả cách một hệ quản lý năng lượng điều phối nhiều module pin qua CAN bus.[12] Dù có hai hồ sơ CiA nêu trên, bản đồ thanh ghi chi tiết giữa inverter và BMS cụ thể vẫn do từng hãng tự quy định.[11][12]

CAN bus giúp inverter giao tiếp với pin lưu trữ

7. IEEE 1547-2018 và IEEE 2030.5 cho giao tiếp inverter thông minh với lưới Kết nối lưới

IEEE 1547-2018 có tên đầy đủ là Interconnection and Interoperability of DER, quy định việc đấu nối và khả năng liên thông của thiết bị năng lượng phân tán.[7] Phạm vi chuẩn này gồm liên thông, trao đổi thông tin, mô hình thông tin và giao thức giao tiếp.[7] IEEE 2030.5-2018 có tên Smart Energy Profile Application Protocol, hoạt động ở lớp ứng dụng trên nền TCP/IP theo kiểu RESTful dùng HTTP.[8] Giao thức này tái dùng các phần tử dữ liệu từ IEC 61968 và IEC 61850 thay vì định nghĩa lại từ đầu.[8] CSIP là hồ sơ cấu hình của IEEE 2030.5 đáp ứng yêu cầu CA Rule 21 Phase 2 tại California.[4]

Phạm vi quy định của IEEE 1547-2018

IEEE 1547-2018 mang tên Interconnection and Interoperability of DER, tức đấu nối và liên thông thiết bị năng lượng phân tán.[7] Phạm vi chuẩn bao trùm bốn nội dung là liên thông, trao đổi thông tin, mô hình thông tin và giao thức.[7] Chuẩn này áp dụng cho inverter điện mặt trời cùng nhiều loại thiết bị năng lượng phân tán khác.[7] Đây là chuẩn nền cho toàn bộ yêu cầu giao tiếp DER tại Mỹ.[7]

IEEE 2030.5 dùng kiểu RESTful qua HTTP

IEEE 2030.5-2018 mang tên Smart Energy Profile Application Protocol.[8] Giao thức này hoạt động ở lớp ứng dụng, chạy trên nền TCP/IP.[8] Cách giao tiếp theo kiểu RESTful và dùng HTTP, gần giống cách các dịch vụ web hiện đại trao đổi dữ liệu.[8] IEEE 2030.5 tái dùng phần tử dữ liệu từ IEC 61968 và IEC 61850 thay vì tạo bộ dữ liệu riêng.[8]

CSIP áp dụng cho quy định California

CSIP là viết tắt của Common Smart Inverter Profile do SunSpec Alliance công bố.[4] Đây là hồ sơ cấu hình cụ thể hóa cách triển khai IEEE 2030.5.[4] CSIP được xây dựng để đáp ứng yêu cầu CA Rule 21 Phase 2 tại California.[4] Hồ sơ này cho thấy một chuẩn quốc tế có thể được tinh chỉnh riêng cho yêu cầu của từng khu vực.[4]

Ba giao thức được IEEE 1547 chấp nhận

IEEE 1547-2018 yêu cầu giao diện cục bộ của thiết bị năng lượng phân tán hỗ trợ ít nhất một trong ba giao thức.[13] Ba giao thức đó là SunSpec Modbus, DNP3 theo chuẩn IEEE 1815, và IEEE 2030.5.[13] Việc cho phép ba lựa chọn giúp nhà sản xuất inverter linh hoạt chọn giao thức phù hợp thị trường.[13] Dù chọn giao thức nào, thiết bị vẫn phải trao đổi đủ bốn nhóm thông tin theo yêu cầu chuẩn.[13]

IEEE 1547-2018 và IEEE 2030.5 cho giao tiếp inverter thông minh với lưới

8. IEC 61850 dùng cho giao tiếp DER quy mô tiện ích Quy mô tiện ích

IEC 61850-7-420:2021 quy định cấu trúc giao tiếp cơ bản cho thiết bị năng lượng phân tán ở cấp logical node.[9] Chuẩn này định nghĩa các đối tượng dữ liệu DER, trong đó có nhóm chức năng liên quan tới grid code.[9] Nội dung của IEC 61850-7-420 được đồng bộ với IEEE 1547 và chuẩn châu Âu EN 50549.[9] IEC 61850 nói chung được dùng ở quy mô tiện ích thông qua hệ thống quản lý thiết bị năng lượng phân tán gọi là DERMS.[10] Đây là lớp chuẩn giao tiếp hướng tới đơn vị vận hành lưới hơn là hướng tới người dùng cuối.[10]

Logical node mô tả thiết bị DER

IEC 61850-7-420:2021 dùng khái niệm logical node để mô tả từng chức năng của thiết bị năng lượng phân tán.[9] Mỗi logical node gom một nhóm dữ liệu và chức năng liên quan tới nhau.[9] Cấu trúc này cho phép mô tả một inverter phức tạp bằng nhiều logical node nhỏ hơn.[9] Cách tổ chức này khác với mô hình thanh ghi phẳng của Modbus.[9]

Đối tượng dữ liệu DER theo grid code

IEC 61850-7-420:2021 định nghĩa các đối tượng dữ liệu DER phục vụ chức năng liên quan tới grid code.[9] Các đối tượng này mô tả trạng thái và khả năng hỗ trợ lưới của thiết bị năng lượng phân tán.[9] Nội dung được đồng bộ với IEEE 1547 của Mỹ và EN 50549 của châu Âu.[9] Nhờ đồng bộ, thiết bị tuân theo IEC 61850 dễ tương thích với yêu cầu của nhiều khu vực khác nhau.[9]

DERMS quản lý DER ở quy mô tiện ích

IEC 61850 được dùng ở quy mô tiện ích thông qua hệ thống quản lý thiết bị năng lượng phân tán gọi là DERMS.[10] DERMS là công cụ để đơn vị vận hành lưới theo dõi và điều phối số lượng lớn thiết bị năng lượng phân tán.[10] So với SunSpec Modbus hay IEEE 2030.5, IEC 61850 thường xuất hiện ở dự án quy mô lớn hơn.[10] Đây là lớp giao tiếp anh chị sẽ gặp nhiều hơn ở các dự án điện mặt trời nối lưới quy mô công nghiệp.[10]

IEC 61850 dùng cho giao tiếp DER quy mô tiện ích

9. Giám sát và điều khiển inverter từ xa qua data logger và cloud Giám sát

Giao diện giao tiếp cục bộ của inverter phải trao đổi thông tin Monitoring và Management theo IEEE 1547-2018.[13] Nhóm Monitoring phục vụ giám sát từ xa, nhóm Management phục vụ gửi lệnh điều khiển.[13] IEEE 2030.5 chạy trên nền IP nên phù hợp kết nối lên hệ giám sát cloud qua Ethernet, Wi-Fi hoặc mạng di động.[8] Khi nhiều thiết bị năng lượng phân tán, gồm inverter và pin lithium, cùng giao tiếp với một hệ điều phối, chúng hợp thành nhà máy điện ảo gọi là VPP.[14] VPP là mô hình Bộ Năng lượng Hoa Kỳ mô tả việc điều phối nhiều thiết bị nhỏ hỗ trợ lưới điện.[14]

Hai nhóm thông tin phục vụ giám sát

Nhóm thông tin Monitoring theo IEEE 1547-2018 phục vụ trực tiếp cho việc giám sát từ xa.[13] Nhóm thông tin Management cho phép gửi lệnh điều khiển hoặc đổi cấu hình tới inverter.[13] Cả hai nhóm đều đi qua cùng một giao diện giao tiếp cục bộ đã nêu ở phần đầu bài.[13] Đây là nền tảng để xây dựng phần mềm giám sát và điều khiển ở tầng cao hơn.[13]

Nền IP thuận lợi cho kết nối cloud

IEEE 2030.5 hoạt động ở lớp ứng dụng trên nền TCP/IP nên không phụ thuộc một loại hạ tầng vật lý cụ thể.[8] Giao thức này chạy được trên Ethernet, Wi-Fi hoặc mạng di động miễn là có kết nối IP.[8] Đặc điểm RESTful dùng HTTP giúp giao thức này dễ tích hợp với hệ giám sát dạng cloud hiện đại.[8] Đây là lý do IEEE 2030.5 thường được nhắc tới khi nói về giám sát inverter từ xa.[8]

VPP điều phối nhiều thiết bị năng lượng phân tán

VPP là tập hợp nhiều thiết bị năng lượng phân tán được điều phối cùng nhau để hỗ trợ lưới điện.[14] Bộ Năng lượng Hoa Kỳ mô tả VPP gồm cả inverter điện mặt trời và pin lithium hoạt động như một khối thống nhất.[14] Để tham gia VPP, từng thiết bị phải giao tiếp được với hệ điều phối trung tâm.[14] Giao tiếp chuẩn hóa theo IEEE 1547 hay IEEE 2030.5 là điều kiện kỹ thuật để VPP vận hành được.[13][14]

Giám sát và điều khiển inverter từ xa qua data logger và cloud

10. Câu hỏi thường gặp về giao tiếp inverter Hỏi đáp

Phần này tổng hợp các câu hỏi anh chị hay gặp khi tìm hiểu giao tiếp inverter điện mặt trời.[13] Nội dung bám sát các chuẩn quốc tế đã dẫn nguồn ở các phần trước.[7][8] Giao tiếp inverter là kênh hai chiều giúp gửi dữ liệu vận hành và nhận lệnh điều khiển, bắt buộc theo IEEE 1547-2018.[7][13] Lớp vật lý phổ biến là RS-485 và Ethernet, còn lớp giao thức gồm Modbus, SunSpec Modbus, CAN bus, IEEE 2030.5 và IEC 61850.[6][5][1][11][8][9] Các câu trả lời dưới đây giúp anh chị phân biệt nhanh vai trò của từng giao thức.[5][1]
Q1Giao tiếp inverter là gì?
Giao tiếp inverter là các giao diện và giao thức giúp inverter gửi dữ liệu vận hành và nhận lệnh điều khiển từ bên ngoài.[13] IEEE 1547-2018 yêu cầu mọi inverter điện mặt trời phải có khả năng này qua một giao diện cục bộ mở và chuẩn hóa.[7][13]
Q2RS-485 là gì?
RS-485 là chuẩn giao diện nối tiếp có dây, dùng phổ biến để mang giao thức Modbus trong ứng dụng điện mặt trời.[6] Modbus Serial còn có thể chạy trên chuẩn RS-232, được mô tả trong đặc tả Modbus over Serial Line V1.02.[6]
Q3Modbus là gì?
Modbus là giao thức truyền thông công nghiệp mở, được Modbus Organization mô tả là được áp dụng rộng nhất thế giới.[5] Giao thức hoạt động dựa trên thanh ghi dữ liệu, có hai biến thể chính là Modbus RTU trên đường nối tiếp và Modbus TCP trên Ethernet.[5][6]
Q4SunSpec là gì?
SunSpec Modbus là chuẩn mở xây dựng trên nền Modbus, cung cấp giao diện giao tiếp cho smart inverter, thiết bị lưu trữ, đồng hồ đo và tracker.[1] Chuẩn này được viện dẫn trong IEEE 1547-2018 và được quy định trong grid code của Mỹ, Canada, Đan Mạch và Ba Lan.[13][3]
Q5CAN bus dùng làm gì trong hệ điện mặt trời?
CAN bus dùng để giao tiếp giữa inverter và hệ quản lý pin BMS trong hệ lưu trữ lithium.[11][12] CiA 418 quy định dữ liệu module pin còn CiA 454 quy định hồ sơ cho hệ quản lý năng lượng, nhưng bản đồ thanh ghi cụ thể vẫn do từng hãng tự quy định.[11][12]
Q6IEEE 2030.5 là gì?
IEEE 2030.5-2018 có tên Smart Energy Profile Application Protocol, là giao thức lớp ứng dụng chạy trên nền TCP/IP theo kiểu RESTful dùng HTTP.[8] Giao thức tái dùng phần tử dữ liệu từ IEC 61968 và IEC 61850, chạy được trên mọi hạ tầng IP như Ethernet, Wi-Fi hoặc mạng di động.[8]
Q7IEEE 1547-2018 quy định gì về giao tiếp?
IEEE 1547-2018 yêu cầu mọi thiết bị năng lượng phân tán phải giao tiếp được qua một giao diện cục bộ mở, chuẩn hóa.[7][13] Giao diện đó phải hỗ trợ ít nhất một trong ba giao thức là SunSpec Modbus, DNP3 theo IEEE 1815, hoặc IEEE 2030.5.[13]
Q8IEC 61850 dùng để làm gì trong DER?
IEC 61850-7-420:2021 quy định cấu trúc giao tiếp cơ bản cho thiết bị năng lượng phân tán ở cấp logical node, dùng nhiều ở quy mô tiện ích qua hệ thống DERMS.[9][10] Nội dung được đồng bộ với IEEE 1547 và chuẩn châu Âu EN 50549.[9]
Q9Dây giao tiếp giữa pin lưu trữ và biến tần là gì?
Đó là đường truyền dữ liệu, thường chạy trên CAN bus, để hệ quản lý pin (BMS) và biến tần trao đổi thông tin như loại pin, dung lượng, dòng sạc tối đa và nhiệt độ.[11][12] Nhờ dây giao tiếp pin với biến tần này, biến tần sạc và xả pin đúng ngưỡng an toàn do BMS đặt ra.[11]
Câu hỏi thường gặp về giao tiếp inverter

11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng Nhà phân phối

Việt Nam Solar là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu điện mặt trời hàng đầu thế giới. Công ty hoạt động từ năm 2018, giữ vai trò tổng thầu EPC và đơn vị ESCO cho nhiều dự án. Đội ngũ kỹ thuật tư vấn chọn đúng inverter có giao thức giao tiếp phù hợp với hệ giám sát và yêu cầu đấu nối của anh chị. Anh chị được hỗ trợ khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt trọn gói theo đúng nhu cầu giao tiếp và giám sát hệ thống. Hệ thống cửa hàng trải ba miền giúp anh chị xem sản phẩm thật và nhận báo giá nhanh.

Trụ sở chính tại TP.HCM

Văn phòng 188 ĐHT41, P. Đông Hưng Thuận, Q.12, TP.HCM. Kho hàng 2939 QL1A, P. Tân Thới Nhất, TP.HCM.Hotline 088.60.60.660

GọiChỉ đường

Chi nhánh miền Tây Cần Thơ

Showroom 41D Mậu Thân, P. Cái Khế, TP. Cần Thơ. Tổng kho Trạng Thọ A, P. Trung Nhứt, TP. Cần Thơ.Hotline 094.42.44.424

GọiChỉ đường

Kho và showroom tại Khánh Hòa

Kho và showroom Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Khánh Hòa.Hotline 081.60.60.660

GọiChỉ đường
Hotline 088.60.60.660 · Email [email protected] · Danh sách cửa hàng Việt Nam Solar
Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Anh chị cần tư vấn chọn inverter có giao thức giao tiếp phù hợp với hệ giám sát hoặc yêu cầu đấu nối của địa phương? Đội ngũ kỹ sư Việt Nam Solar khảo sát và tư vấn theo đúng nhu cầu thực tế của anh chị. Gọi hotline 088.60.60.660 hoặc truy cập vietnamsolar.vn để được hỗ trợ.

VNS

Biên soạn & Kiểm duyệtĐội ngũ kỹ sư Công ty TNHH Việt Nam Solar

Bài viết này được biên soạn và kiểm duyệt bởi đội ngũ 50 kỹ sư Công ty TNHH Việt Nam Solar, đơn vị đã triển khai hàng chục nghìn dự án điện mặt trời khắp Việt Nam kể từ năm 2016, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu inverter, tấm pin và pin lưu trữ lithium hàng đầu thế giới. Toàn bộ kỹ sư của công ty đều có chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng được cơ quan Nhà nước cấp.Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân và năng lực hành nghề: Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 được công bố trên Cổng thông tin điện tử Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền VN-4-0604703 được Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam cấp văn bằng bảo hộ. Hệ thống quản lý của công ty đạt đồng thời ba chứng nhận quốc tế ISO 9001:2015 (Quản lý chất lượng), ISO 14001:2018 (Quản lý môi trường) và ISO 45001:2018 (An toàn & Sức khỏe nghề nghiệp), xác minh trên IAF CertSearch. Mọi thông tin pháp lý và số liệu trong bài đều được đối chiếu với văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản.

MST: 0315209693 • Hotline: 088.60.60.660 • Website: vietnamsolar.vn • LinkedIn

Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế

  1. 1SunSpec Alliance (n.d.) SunSpec Modbus. SunSpec Alliance.
  2. 2SunSpec Alliance (2019) SunSpec Inverter Models – Document #12020. SunSpec Alliance.
  3. 3SunSpec Alliance (2025) SunSpec Modbus IEEE 1547-2018 Profile Specification & Implementation Guide v1.1. SunSpec Alliance.
  4. 4SunSpec Alliance (2018) Common Smart Inverter Profile (CSIP). SunSpec Alliance.
  5. 5Modbus Organization (n.d.) Modbus Specifications. Modbus Organization.
  6. 6Modbus Organization (2006) Modbus over Serial Line – Specification & Implementation Guide V1.02. Modbus Organization.
  7. 7IEEE (2018) IEEE 1547-2018 – Interconnection and Interoperability of DER. IEEE.
  8. 8IEEE (2018) IEEE 2030.5-2018 – Smart Energy Profile Application Protocol. IEEE.
  9. 9International Electrotechnical Commission (2021) IEC 61850-7-420:2021 – DER and distribution automation logical nodes. International Electrotechnical Commission.
  10. 10International Electrotechnical Commission (n.d.) IEC 61850 – Distributed Energy Resources. International Electrotechnical Commission.
  11. 11CAN in Automation (CiA) (n.d.) CiA 418 – CANopen device profile for battery modules. CAN in Automation (CiA).
  12. 12CAN in Automation (CiA) (n.d.) CiA 454 series – CANopen application profile for energy management systems. CAN in Automation (CiA).
  13. 13NREL / IEEE PES (2018) Impact of IEEE 1547 Standard on Smart Inverters and Applications in Power Systems. NREL / IEEE PES.
  14. 14U.S. Department of Energy (n.d.) Virtual Power Plants. U.S. Department of Energy.
  15. 15International Electrotechnical Commission (2016) IEC 61000-6-2:2016 – EMC Immunity for industrial environments. International Electrotechnical Commission.
  16. 16Việt Nam Solar (n.d.) Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.

Việt Nam Solar News

Việt Nam Solar tự hào là một trong những nhà phân phối hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Hiện nay, chúng tôi là đối tác phân phối chính thức của hơn 20 thương hiệu hàng đầu thế giới, tiêu biểu như Huawei, BYD, Sigenergy, Panasonic, Risen, Solis, Pylontech cùng nhiều thương hiệu quốc tế uy tín khác. Được hơn 1.000 đối tác và 2.000 đơn vị lắp đặt trên toàn quốc tin tưởng lựa chọn, Việt Nam Solar không ngừng khẳng định vị thế trên thị trường bằng năng lực cung ứng mạnh mẽ, dịch vụ chuyên nghiệp và cam kết đồng hành lâu dài. Với đội ngũ hơn 50 kỹ sư giàu kinh nghiệm cùng hệ thống hơn 10 chi nhánh phủ khắp cả nước, Việt Nam Solar cam kết mang đến những giải pháp năng lượng sạch hiệu quả, an toàn và bền vững, đáp ứng tối ưu nhu cầu của khách hàng và đối tác trong hành trình hướng tới tương lai xanh. Cam kết của chúng tôi

“Chữ tín quý hơn vàng”. Việt Nam Solar vô cùng trân trọng sự tín nhiệm của Quý khách hàng. Chúng tôi đặt sự nghiệp của mình trong tay Quý vị bằng chất lượng, uy tín, tính chuyên nghiệp và giá cả cạnh tranh hàng đầu. Hãy tới và trải nghiệm!
CEO VIỆT NAM SOLAR