風電機組無線網絡監控技術研究及應用

    1. 前言
    風電場一般由數十臺，甚至數百臺風力發電機組組成，占地面積大，大多遠離城市，設備分散且環境惡劣，必須實現無人值守。
    在機械產品工業自動化與信息化技術相互融合的今天，電力生產過程中的各種監控、管理和統計數據正在轉向網絡化、集中化操作。
    各大發電公司為了對分散的風電機組進行監視、管理，掌握設備運行情況、發電量等經濟指標，已經展開數據中心的建立。
    設備制造商考慮如何將分散于各地的風電機組運行數據、故障信息傳回公司，實時了解各地風電機組運行狀態、故障報警，為風電場遠程診斷提供信息支持，做到現場服務的快速響應。
    2． 風電機組監控現狀
    目前對風電機組的監控采用了有線網絡連接，無論是架空線還是埋地電纜溝鋪設，都需要搭建通信線路，受地形影響較大，現場施工量大、需要長期維護。特別是氣候變化土壤熱脹冷縮發生變形將使埋地光纜通訊不穩定。隨著風力發電機組數量的增加，風電場的擴容、通訊線路改造就更加困難。
    從風電場集中監控間監控信息傳輸到遠程中心，通過互聯網絡存在安全隱患，架設專用網絡因傳輸距離遠、用戶節點密度低，網絡運營成本高，目前不是個較好的選擇。
    3． 風電機組無線監控
    針對風電場監控網絡的目前現狀，充分利用業已發展起來的移動通訊技術成果，采用無線局域網絡代替有線以太網絡來實現風電場風電機組的聯網技術上是可行的，工程上是可靠的。無線網絡適應性強，不受地形影響，擴張性好，無須自己維護，通信速度快，覆蓋面廣，安全性高而且費用合理。
    在選定風電場后，風電機組都要進行微觀選址，在地勢不平坦的地區，機位的選擇多在高點處，相鄰風電機組之間無障礙物，2km 之內都有鄰近風電機組，風電場內宜采用局域網鏈接，通過局域網將風電機組信息傳輸到風電場監控中心進行集中監控。風電場監控中心都具備移動通訊，可通過移動通訊或者衛星通訊方式將需要監視的信息傳輸到異地（客戶遠程數據中心、生產企業技術支持中心等）。根據風電場的這些特點，無線組網宜采用前端無線接入組網，在風場監控中心或者遠程數據中心通過有線接入監控前臺。
    3.1 風電場內無線組網
    風電機組之間采用交換機進行無線網絡互聯，組成與風電機組數量相同節點（若遇到風電場擴容存在風電機組之間無任何直接連接點，可適當增加中繼節點）的無線網絡，并將風電機組信息數據傳輸到風電場監控中心，該網絡采用內網IP 地址，監控軟件將風電機組運行數據記錄到現場服務器中。
    3.2 風場與遠程數據中心組網
    風場監控中心一般都能進行移動通訊，這里有基于GSM 的GPRS 網絡，也有3G 網絡。目前GPRS 網絡覆蓋范圍廣，但是帶寬只有30 ～ 40Kbps；3G 覆蓋地區主要在大中城市，隨著通信技術的完善，逐步將向信息需求稠密、偏遠的地區發展，它的特點是帶寬較寬，3G 的升級版本將最大支持到2.8Mbps 的傳輸速率。對于少數地區，移動通訊信號弱，或者風電場集中數據量巨大的地區，可以租用衛星信道進行數據的傳送，將風電機組信息傳輸到遠程中心，其特點是費用相對較高。