风力发电场无线城域网组网综合应用

风力发电场无线城域网组网综合应用

风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。截至6月底,我国风电装机容量约为2.9亿千瓦,同比增长34.7%。国家主席习近平去年12月在气候雄心峰会上提到:到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。“碳达峰”、“碳中和”双碳目标的确立,不但展示了中国能源发展的雄心,也标志着中国可再生能源为代表的新能源行业将更快地发展。

风力发电必须要有持续的风,所以,陆地风电场建设在西北内陆和高山、沿海居多,而海上风电是世界风电发展的重要方向。从 2010 年到 2020 年,全球海上风电年均增长速度近 30%。到 2020 年年底,全球已投运的海上风电累计装机容量达到 35.2 GW,根据国际可再生能源机构(IRENA)预测,未来海上风电有望保持高速发展态势,2050 年世界海上风电装机容量可达 1000 GW。风电场离岸距离和水深不断增加,分别超过 100 km、100 m,深远海化趋势明显。

风电场建设普遍地理位置偏僻,特别是海上风电场,联网控制与巡检维护等工作,必须要有可靠稳定的网络通信系统支撑。为了满足风力发电场现代化管理的需求,使管理运维人员快速、便捷地掌握室外风机的运行状况,提升电站的信息化管理水平,智能自动化、网络高清视频监控和智能巡检等系统已成标配。无人化&智能化风电场催生了众多应用场景:在风机安装高清网络IP红外摄像机,实行统一视频监控管理和录像,视频实时巡检;对风机运行情况、塔筒内维护人员进入情况进行全天监控并录像,将画面实时显示在调度室大屏上,值班人员可以实时看到设备运转情况,帮助维护人员判断设备故障;无人机巡检、人工巡检与远程巡检相结合的监控运维系统……而上述所有智能化应用,基础是安全可靠的网络支撑。

风电场组网的难点是什么?

1、专网建设难题:风力发电场的控制、巡检、运维等系统唯有“专网专用”才能保证其安全性和可靠性。风电场的地理环境(海边、山区、荒漠等)和地形条件较复杂,且信息点之间距离都非常远,点位分布在几十平方公里甚至几百平方公里的区域内。普通的无线通信系统传输距离达不到,而铺设光缆不但造价十分高昂,建设周期也非常长,如果不是建设过程中已经铺设完毕光缆,后期再建设光缆解决联网和传输是十分困难的。

2、业务复杂度:首先,风电场的运营管理、控制和运维等涉及的智能化系统很多,数字、视频、语音等多媒体信息都要可以承载。第二,控制&运维网络运行数据和视频要能够承载,巡检人员终端(手机、PAD等WIFI终端)要可以接入,移动装备(无人机、运维船、抢修车等)也要可以联网,这么多的系统要能够互联互通,如何都能满足?

3、环境恶劣:风电场的地理环境和地形条件较复杂,作业环境比较恶劣(高温、低温、大风、雷雨、高低温、高腐蚀等),如果通信设备的环境适应性不好,可靠性不高,品质不满足使用要求,系统可能会经常出故障。对于电厂运营管理方来说,故障不但会影响生产效益,这种条件下的维护成本投入会非常高。目前业内只有极少数针对中高端市场的、电信级或军工级的无线系统,例如fMAX无线城域网系统,才有如此高的品质和可靠性保证。

4、性价比:借新能源产业政策东风,风电场虽然依靠补贴发展迅速,但补贴退坡对产业发展影响较大,有效降低建设成本是当务之急,传统依靠光缆组网方式将日渐没落。第二,风电场大都全年无休式的连续运转,在保证系统可靠性的前提下,如何节约联网成本,也成为风电场组网解决方案的关键因素。

南邮信达采用fMAX无线网络系统,结合自身多年的无线网络从业经验和风电场的实际需求,推出风力发电场无线城域网解决方案,是目前行业内最为切实可行的、性价比最高的解决方案。

fMAX无线城域网系统很适合超远距离大规模的无线专网组建,在风电场联网管理控制专网建设方面,fMAX-6000、fMAX-8000各系列产品都有很好的应用前景。其风电行业应用主要技术优势:

n  通信距离:可视条件下,即使是最小型集成天线的fMAX 5G专用通信系统,接入网点对多点也可以轻松实现半径10公里的覆盖需求;骨干网点对点模式,最远可达120公里。

n  传输带宽:fMAX-8000H是600Mbps点对多点通信系统,fMAX-6000是点对点50\100\300\600Mbps通信系统。

n  稳定性&可靠性&安全性:产品的设计经过多年水利、石油、森林防火等野外恶劣环境项目考验,可靠性和稳定性非常适合风电场这样的作业现场。方案可靠性方面,南邮信达多年的技术积累和经验,可以结合fMAX无线城域网系统热备路由、环网组建等特殊技术为用户提供高可靠性网络设计。fMAX无线城域网系统支持无线分组、数据加密、VLAN、VPN及防火墙等众多安全技术,完全可以保证用户专网的安全性。

在保证业务多样性方面,南邮信达的fMAX-ACG600系列城域网wifi双模无线网关系统可以很好的满足风电场的业务多样性和性价比要求。fMAX-ACG600同时支持fMAX无线城域网技术与wifi(2.4G IEEE802.11b/g/n),并提供1个本地以太网接口,可作为多网融合网关使用。它利用无线专网技术获得超远距离、高带宽、高可靠性的同时,又支持2.4GHz标准的无线局域网wifi设备接入,提高了系统无线联网的适用性,更加灵活地为用户提供最优无线联网解决方案。

用于风电场,接入网组网可以用fMAX-ACG600的5G无线城域网专网模块实现。通过5G无线专网模块,实现距离几十公里的无线城域网组建,满足风机控制、状态监测、视频监控及远程管理等需要。由于该系统可以支持VLAN、VPN、VRRP路由热备、防火墙等技术,可以在保证安全可靠的情况下,为风电场提供高性价比的组网解决方案。通过2.4G标准wifi模块,fMAX-ACG600可以实现风机周边、变电站等地点的WiFi覆盖,满足运行管理及巡检抢修终端的接入。大带宽、高容量及多业务特性,堪称风电场专网组网的神器。

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南邮信达提供的fMAX无线传输系统,以其独特的技术优势和卓越的性能,如:支持多种组网模式、IP67防护标准,长距离传输、高带宽、强大的抗干扰能力、高可靠性、安装简单、维护方便等,是其他无线宽带设备无法比拟的优势。特别在海上风电场、西北戈壁风电场,fMAX无线系统的高性能与高品质优势更是可以得到充分展现。需要强调指出的是,fMAX系统的图像处理性能非常强大,可以满足大容量IP高清视频监控信息流的稳定传输,视频清晰度、流畅度、色彩还原度与光缆无异,这与低端WiFi改造的无线产品有本质的区别。

南邮信达以多年来成功完成新能源行业项目的技术实力和项目经验为基础,可以为用户量身定制最合适的无线网络系统设计,提供最合适的解决方案。