
本站网报道(文/黄山明)尽管当前我国在通信网络的覆盖已经走到了全球前列,但由于幅员辽阔,总有大片区域仍未得到网络的覆盖。尤其是阳光充足或者气流强劲的戈壁、沙滩等适合光伏、风电的区域。
由于需要远程控制以及接收重要数据,如果通过架设光纤网络,那么将耗资巨大,且后期维护较为困难。因此如今通过卫星通信的方式,来实现对偏远地区储能远程控制偏远地区储能远程控制已经成为了一种趋势。
卫星控制储能设备
在过去,如何进行储能的大规模远程控制一直是个难题,基本上过去都是通过铺设光纤网络来实现。但这种方式在选址上有所局限,如果距离太远,铺设成本过高。
不过随着国内卫星星链计划的发展,通过卫星通信来进行信息传输与控制成为可能。例如国内的G60星链计划以及中国星网公司的“GW星座”计划,以及鸿擎科技打造的“Honghu-3星座计划”,都将发射超过万颗卫星上空。有望在2027年初步具备服务能力。
因此可以在储能系统中部署传感器,如电压、电流、温度传感器等,实时采集储能设备的运行数据。这些数据通过卫星网络通信链路传输到监控中心。操作人员可以远程监控储能系统的状态,及时发现异常情况,并进行远程控制和管理。
同时还可以在储能设备中内置边缘计算芯片,该芯片可以对采集到的电压、电流、温度等参数进行本地的AI压缩,例如小波变换,能够将数据量降低80%以上,以适配卫星通信的带宽限制。
加入边缘计算芯片后,还可以预设一些策略,例如充放电的阈值、离网切换的逻辑等,在通信中断时自主控制储能系统,避免依赖云端。通信恢复后,再自动同步离线期间的控制日志与数据至云端,确保数据完整性。
在通信协议上,可以采用自定义二进制协议,例如通过CBOR来替代传统的Modbus,单条短报文可传输50+个参数,支持心跳包机制保障链路存活。同时将分为紧急告警、关键参数、常规数据,优先传输高优先级信息。
通过卫星通信,不仅能够实现远程监控以及远程的智能调度,还能够实现应急通信,比如当公共网络中断是,可以通过储能系统中卫星通信的短报文作为保底通信手段,在地震、台风等灾区,通过卫星通信快速恢复储能电站监控,保障应急供电。
实际应用场景中,例如青海海西州一些光伏电站中,没有4G/5G网络覆盖,而储能一体柜集成北斗终端,每日通过短报文上报SOC、充放电量等数据,监控中心远程调整充放电策略,提升弃光消纳率15%。
此外,在中缅油气管道沿线的储能系统,需要跨境监控。通过基于北斗国际短报文服务,实现跨国数据传输,支持多语言指令交互,保障能源走廊稳定运行。
储能卫星通信的方案与挑战
或许有人会质疑,目前卫星通信仍处于发展初期,成本会较为昂贵。的确,当前卫星SoC芯片及配套天线、模组的硬件成本目前仍高于传统蜂窝通信设备,比如移远通信的卫星模组需要进行定制化设计,成本不低。并且卫星通信需向运营商购买数据传输服务,按流量或订阅模式计费,初期可能高于地面网络。
另外从设备成本来看,储能设备中集成北斗、星链等卫星通信终端,以华大北斗HD8040为例,当前模块成本约800-2000元,当然以后如果规模化有望降至500元以内。
这还没有加上边缘计算费用以及卫星通信自费等,预计初期部署成本在包含模块、网关的情况下约为2万-5万元,长期的维护成本在每年越1000-3000元/台。
不过单颗低轨卫星可覆盖数百万平方公里,偏远地区无需建设基站,节省基础设施投资,而地面网络的覆盖成本约为卫星方案的10倍以上。
并且传统方案依赖人工巡检或临时搭建通信基站,人力成本高且响应延迟大,比如一些偏远电站每月巡检的费用超万元。而卫星可以减少90%以上人工巡检频率,通过远程故障诊断和维护降低综合成本。
随着卫星星座(如星链、中国低轨星座)的密集部署和芯片量产,卫星通信模组价格有望下降30%-50%。比如紫光展锐的V8821芯片已通过集成化设计降低单位成本,而电科芯片的高低轨一体化卫星宽带通信芯片也在近期完成流片,未来随着更多相关的卫星通信芯片的推出,其成本也将不断下降。
未来低轨卫星规模化后,通信资费可能下降50%以上,延迟降至50ms内,而边缘计算芯片集成卫星基带功能,比如联发科MT6895S,单芯片成本有望降至800元以内。此外,中国“东数西算”工程对偏远地区储能项目给予补贴,覆盖卫星通信设备成本的30%-50%。
随着技术进步与规模化应用,卫星通信在储能领域的成本将逐步下降,预计到2030年,卫星模块成本可降至300元以下,通信资费降低70%,成为偏远地区储能监控的主流方案之一。
实际应用中,以青海海西光伏电站为例,初期采用卫星方案投资增加15%,但避免了光纤铺设成本(预估节省80万元),通过远程优化调度提升弃光消纳率15%,2年内收回成本。
四川雅安地震中,卫星通信保障储能车调度,相比临时架设基站节省70%成本(约200万元),且响应速度提升3倍。
据北方天空研究所预测,中国卫星物联网市场未来十年年复合增长率超10%,储能监控作为核心细分领域,有望占据20%以上份额,带动万亿级产业链。到2030年,全球偏远地区储能监控的卫星通信需求预计达50亿美元,主要增长来自亚太与非洲市场。
小结
通过卫星通信技术实现储能系统无网络覆盖区域的监控与调度,初期成本较高但长期具备经济性,尤其在偏远地区规模化应用中优势显著。随着卫星星座建设加速、芯片成本下降及政策支持,该技术将广泛应用于工商业储能、离网微电网等场景,市场前景广阔。