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MESH无线自 组网助力风电场智能化运维管理

发布时间:2019-08-09 08:16:05点击量:290

我国风 电增长速度已连续三年 翻倍。根据国家能源局 新规划,2020年全国 风力发电装机将达到1亿千瓦。从2010年到2020年国内 新增风电装机容量平均每年将达到740万千瓦,投入风 电场的资金将达到660亿元—740亿元。

中国可 开发利用的风力资源,主要分 布在东南沿海及附近岛屿,内蒙古、新疆和甘肃河西走廊,以及华 北和青藏高原的部分地区。随着《可再生能源法》的实施 和京都议定书协议的生效,国家 加大了 对可再生能源支持的力度,风力发 电产业得到了连续快速发展,出现了风电热。

一、风电场 网络建设面临的挑战

1、传统部署效率低下,影响产能:

巡检耗时较长,无法及时记录情况;检修均关闭风机,造成不必要的损耗。风机出现故障时,专业人 员无法及时赶赴现场。以上种种问题,造成效率低下,产能受影响。

2、严酷电气环境下,设备元件易烧毁,无线信号极差:

设备运 行面临严酷的电气环境。风力发 电机组运行时产生强大的电磁干扰。以某风电场风机为例,机组下 送的电缆线电压达到1195V,最大电流达到1200A;风机施工 要求网 络设备与机组公用走线架,因电磁 感应会造成高达100V以上的干扰。此外,风塔为 纯金属筒状结构,内壁光滑;内部无 线电信号会发生强烈反射,对无线信号 的传输造成严 重干扰。

3、 网络风险高,人力、物力消耗大:

风电场 一般位于野外山岭或沿海高地,交通不便,地形复杂,且面积广阔,跨度数公里,有线部 署的难度远远大于无线。风塔或 监控探头之间的光纤一旦断掉,排查、修复耗时耗力。

4、恶劣天 气影响设备运行:

我国的 风电场资源多分布在西北、华北、东北,以及东南沿海,常有狂风、暴雨、沙尘等恶劣天气,外界环 境对设备运行的不良影响是无法忽视的。

二、风电场 远程维护解决方案

中讯慧 通科技风电场解决方案提供塔 内和塔外的无线覆盖,实现风 电设备的远距离操作;还可提 供无线语音和视频传输,实现风 电设备的远程故障诊断;同时提 供风场的无线回传组网、双备份链路,此外还 提供工业级的网络设备,具备可 靠的环境适应性。

1、 射频环境自适应:

在风塔内部,由于金属外壁、金属设备较多,对电磁 波产生强烈反射;因过多 的信号叠加造成码间干扰,引起无线错包;传统技 术无法适应该场景,将导致 无线性能下降和波动严重。

我公司风电厂专用MESH自组网 设备采用射频环境自适应技术,通过训 练序列感知射频环境特性。通过调整MIMO信号编码、调整符号间隔、调整重传机制,实现当 前射频环境中理想的传输方式。在强反射环境下,开启该 功能可显著提升性能和稳定性。

2、 强电磁干扰防护:

风力发 电机组运行时产生强大的电磁干扰,可能在 设备上耦合出数百伏的干扰电压;传统设备,将引发设备运行异常,甚至发生硬件损坏。

风电厂专用MESH无线设 备在所有对外接口处均设计了滤波和防护装置,可实现20V~10000V范围内 电磁干扰的滤除,实现电 源和信号的纯净,确保设备可靠运行。

3、 多跳MESH网桥无线组网

采用多跳MESH网桥无线组网,所有风 塔的数据可以通过无线汇聚到控制中心。控制中 心与风机之间采用点对多点模式,风机之间采用MESH自组网模式。采用中讯慧通工业级11n AP产品,可实现16跳的网桥传输,每跳距离大于2km,总性能在40Mbps以上。完全满 足中小型风电场的需求。

该方案 具备冗余备份的功能,当个别 风塔出现网络故障时,可自行跳过故障节点,迅速恢复网络连通。


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三、方案特点与客户收益

1、移动巡 检和远程诊断技术,提升效率、增加产能:

中讯慧 通解决方案可实现移动巡检:提供塔 内和塔外的无线覆盖,实现风 电设备的远距离操作。巡查时,手持移 动设备可远距离监测风机状态,大大提升效率;部分检 修可在塔外完成,减少停机,将损耗降低。

此外,中讯慧 通解决方案还实现了远程诊断:用手持 设备与后台进行音视频对讲,通过现 场回传的图像诊断故障,不必等 待专业人员赶赴现场。

2、强电磁 干扰防护和射频环境自适应技术,避免严 酷电气环境的干扰:

中讯慧 通科技强电磁干扰防护技术可通过电源滤波消除容易引发设备故障的干扰,专门针 对电力行业的强电磁环境设计。射频环 境自适应技术可消除因信号反射造成的无线性能降低,针对工 业环境金属设备多的情况而设计

3、 无线MESH回传组 网与光纤双备份,使可靠性倍增:

中讯慧 通解决方案使用无线回传组网与光纤的双备份,大大提升可靠性:风塔间 通过无线回传数据,通过无线汇集到机房;风场内的视频监控点,亦可通 过无线回传视频数据。

4、工业级的网络设备,防止恶劣天气的影响:

中讯慧 通提供工业级的网络设备,具备可 靠的环境适应性。产品在高低温、防水防尘、防霉防雾、机械振 动等方面的指标在业界居于指引地位,能在极 端天气下的正常运作。


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