中國可開發(fā)利用的風(fēng)力資源,主要分布在東南沿海及附近島嶼,內(nèi)蒙古、新疆和甘肅河西走廊,以及華北和青藏高原的部分地區(qū)。隨著《可再生能源法》的實施和京都議定書協(xié)議的生效,國家加大了對可再生能源支持的力度,風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了連續(xù)快速發(fā)展,出現(xiàn)了風(fēng)電熱。
我國風(fēng)電增長速度已連續(xù)三年超過100%。根據(jù)國家能源局最新規(guī)劃,2020年全國風(fēng)力發(fā)電裝機將達(dá)到1億千瓦。從2009年到2020年國內(nèi)新增風(fēng)電裝機容量平均每年將達(dá)到740萬千瓦,投入風(fēng)電場的資金將達(dá)到660億元—740億元。
一、風(fēng)電場網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)
1、傳統(tǒng)部署效率低下,影響產(chǎn)能:
巡檢耗時較長,無法及時記錄情況;檢修均關(guān)閉風(fēng)機,造成不必要的損耗。風(fēng)機出現(xiàn)故障時,專業(yè)人員無法及時趕赴現(xiàn)場。以上種種問題,造成效率低下,產(chǎn)能受影響。
2、嚴(yán)酷電氣環(huán)境下,設(shè)備元件易燒毀,無線信號極差:
設(shè)備運行面臨嚴(yán)酷的電氣環(huán)境。風(fēng)力發(fā)電機組運行時產(chǎn)生強大的電磁干擾。以某風(fēng)電場風(fēng)機為例,機組下送的電纜線電壓達(dá)到1195V,最大電流達(dá)到1200A;風(fēng)機施工要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與機組公用走線架,因電磁感應(yīng)會造成高達(dá)100V以上的干擾。此外,風(fēng)塔為純金屬筒狀結(jié)構(gòu),內(nèi)壁光滑;內(nèi)部無線電信號會發(fā)生強烈反射,對無線信號的傳輸造成嚴(yán)重干擾。
3、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險高,人力、物力消耗大:
風(fēng)電場一般位于野外山嶺或沿海高地,交通不便,地形復(fù)雜,且面積廣闊,跨度數(shù)公里,有線部署的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無線。風(fēng)塔或監(jiān)控探頭之間的光纖一旦斷掉,排查、修復(fù)耗時耗力。
4、惡劣天氣影響設(shè)備運行:
我國的風(fēng)電場資源多分布在西北、華北、東北,以及東南沿海,常有狂風(fēng)、暴雨、沙塵等惡劣天氣,外界環(huán)境對設(shè)備運行的不良影響是無法忽視的。
二、風(fēng)電場遠(yuǎn)程維護(hù)解決方案
銳捷風(fēng)電場解決方案提供塔內(nèi)和塔外的無線覆蓋,實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的遠(yuǎn)距離操作;還可提供無線語音和視頻傳輸,實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的遠(yuǎn)程故障診斷;同時提供風(fēng)場的無線回傳組網(wǎng)、雙備份鏈路,此外還提供工業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,具備可靠的環(huán)境適應(yīng)性。
1、射頻環(huán)境自適應(yīng):
在風(fēng)塔內(nèi)部,由于金屬外壁、金屬設(shè)備較多,對電磁波產(chǎn)生強烈反射;因過多的信號疊加造成碼間干擾,引起無線錯包;傳統(tǒng)技術(shù)無法適應(yīng)該場景,將導(dǎo)致無線性能下降和波動嚴(yán)重。
銳捷AP620-H(C)采用射頻環(huán)境自適應(yīng)技術(shù),通過訓(xùn)練序列感知射頻環(huán)境特性。通過調(diào)整MIMO信號編碼、調(diào)整符號間隔、調(diào)整重傳機制,實現(xiàn)當(dāng)前射頻環(huán)境中最優(yōu)的傳輸方式。在強反射環(huán)境下,開啟該功能可顯著提升性能和穩(wěn)定性。
2、強電磁干擾防護(hù):
風(fēng)力發(fā)電機組運行時產(chǎn)生強大的電磁干擾,可能在設(shè)備上耦合出數(shù)百伏的干擾電壓;傳統(tǒng)設(shè)備,將引發(fā)設(shè)備運行異常,甚至發(fā)生硬件損壞。
銳捷AP620-H(C)在所有對外接口處均設(shè)計了濾波和防護(hù)裝置,可實現(xiàn)20V~10000V范圍內(nèi)電磁干擾的濾除,實現(xiàn)電源和信號的純凈,確保設(shè)備可靠運行。
3、多跳網(wǎng)橋無線組網(wǎng)
采用多跳網(wǎng)橋無線組網(wǎng),所有風(fēng)塔的數(shù)據(jù)可以通過無線匯聚到控制中心。控制中心與風(fēng)機之間采用點對多點模式,風(fēng)機之間采用點對點模式。采用銳捷工業(yè)級11nAP產(chǎn)品,可實現(xiàn)5跳的網(wǎng)橋傳輸,每跳距離2km,總性能在40Mbps以上。完全滿足中小型風(fēng)電場的需求。此外還可選用支持11ac的室外AP產(chǎn)品,5跳性能在200Mbps以上。
該方案具備冗余備份的功能,當(dāng)個別風(fēng)塔出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時,可自行跳過故障節(jié)點,迅速恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通。
三、方案特點與客戶收益
1、移動巡檢和遠(yuǎn)程診斷技術(shù),提升效率、增加產(chǎn)能:
銳捷解決方案可實現(xiàn)移動巡檢:提供塔內(nèi)和塔外的無線覆蓋,實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的遠(yuǎn)距離操作。巡查時,手持移動設(shè)備可遠(yuǎn)距離監(jiān)測風(fēng)機狀態(tài),大大提升效率;部分檢修可在塔外完成,減少停機,將損耗降至最低。
此外,銳捷解決方案還實現(xiàn)了遠(yuǎn)程診斷:用手持設(shè)備與后臺進(jìn)行音視頻對講,通過現(xiàn)場回傳的圖像診斷故障,不必等待專業(yè)人員趕赴現(xiàn)場。
2、強電磁干擾防護(hù)和射頻環(huán)境自適應(yīng)技術(shù),避免嚴(yán)酷電氣環(huán)境的干擾:
銳捷獨有的強電磁干擾防護(hù)技術(shù)可通過電源濾波消除容易引發(fā)設(shè)備故障的干擾,專門針對電力行業(yè)的強電磁環(huán)境設(shè)計。射頻環(huán)境自適應(yīng)技術(shù)可消除因信號反射造成的無線性能降低,針對工業(yè)環(huán)境金屬設(shè)備多的情況而設(shè)計
3、無線回傳組網(wǎng)與光纖雙備份,使可靠性倍增:
銳捷解決方案使用無線回傳組網(wǎng)與光纖的雙備份,大大提升可靠性:風(fēng)塔間通過無線回傳數(shù)據(jù),最終通過無線匯集到機房;風(fēng)場內(nèi)的視頻監(jiān)控點,亦可通過無線回傳視頻數(shù)據(jù)。
4、工業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,防止惡劣天氣的影響:
銳捷提供工業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,具備可靠的環(huán)境適應(yīng)性。產(chǎn)品在高低溫、防水防塵、防霉防霧、機械振動等方面的指標(biāo)在業(yè)界居于領(lǐng)先地位,能保證在極端天氣下的正常運作。
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