隨著煤炭、石油等能源的逐漸減少，人類越來越重視可再生能源的利用。風力發(fā)電是可再生能源中最廉價、最有希望的能源，而且是一種不污染環(huán)境的“綠色能源”?，F(xiàn)有風電場的建設(shè)一般較分散，而風電場經(jīng)理又要了解各風場的運行情況，現(xiàn)有的分散監(jiān)視與控制顯然不能滿足要求。

一般風電場的選址比較偏僻，地理環(huán)境比較惡劣，工作人員居住地離現(xiàn)場較遠，工作人員工作起來比較辛苦，而且也因為工作條件惡劣不易招到新的工作人員。因為各風電場相距較遠，而每個風場內(nèi)風機數(shù)量也很多，所以每個風場都需要配置一定的工作人員進行日常的巡檢維護，從而造成了人員的浪費。

風電場風機一般工作于惡劣的環(huán)境下，使其工作環(huán)境具有潮濕、酸堿腐蝕、高塵高電磁干擾、極寒極熱等特征，并在無人值守的情況下長年運行，因而要保證對其進行實時、可靠的控制。在大型風力發(fā)電場，通常需要對幾十臺或上百臺風力發(fā)電機進行集群監(jiān)控，要求構(gòu)建穩(wěn)定可靠、快速實時的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

為了解決用戶的上述困惑，我們提出了風電場風機遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案，在幾百至幾千公里之外的城市設(shè)置了監(jiān)控中心。風電公司通過該系統(tǒng)可以對各地的風電場的運行情況進行遠程管理，解決了風電公司以前難以對各地的風電場統(tǒng)一管理的問題，且可以對風電場中的多種風電機組進行統(tǒng)一監(jiān)控，實現(xiàn)了風電場無人值守的目標?？蛻綦m然在幾百公里之外，卻如身臨其境。

為保障風力發(fā)電機的正常運行，期望實現(xiàn)預(yù)防式維護，從而大幅度減少風機故障帶來的損失，實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)的高效可靠傳輸，工業(yè)以太網(wǎng)交換機采用G.8032環(huán)網(wǎng)協(xié)議，可實現(xiàn)5ms內(nèi)環(huán)網(wǎng)自愈，大大提高了環(huán)網(wǎng)的的可靠性。

項目需求：

監(jiān)控和管理風機現(xiàn)場，搭建監(jiān)控系統(tǒng)，通過目前成熟的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)組網(wǎng)，調(diào)度中心主站直接監(jiān)控風機各個站點的運行情況。

電場風機遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案：

風電場遠方監(jiān)控系統(tǒng)主要對分布在不同地區(qū)風電場的風力發(fā)電機組及場內(nèi)變電站的設(shè)備運行情況及生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)進行實時采集和監(jiān)控，使監(jiān)控中心能夠及時準確地了解各風電場的生產(chǎn)運行狀況。風力發(fā)電場自動化集控系統(tǒng)包括對風電場的風力狀況和機組、風電場運行狀況數(shù)據(jù)進行采集與集中處理，提供就地操作和遠程監(jiān)控人機界面，還可自動或根據(jù)管理人員反饋的指令對風電機組和風電場運行進行效率優(yōu)化和安全保障控制。

風機現(xiàn)場實現(xiàn)監(jiān)控功能：

a、風機塔下環(huán)境：在每個風機塔底需要安裝一臺網(wǎng)管型交換機設(shè)備，其中通過以太網(wǎng)和現(xiàn)場的高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭以及網(wǎng)絡(luò)對講機等其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接組成局域網(wǎng)，其中光纖7口和8口用于組成冗余光纖環(huán)網(wǎng)，光纖9口用于和塔上機艙內(nèi)的非網(wǎng)管交換機設(shè)備連接。

b、風機機艙環(huán)境：每個風機機艙內(nèi)安裝一臺非網(wǎng)管交換機，其中光口用于和風機塔底交換機連接。其中網(wǎng)口連接機艙內(nèi)部高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭和網(wǎng)絡(luò)對講機等其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

c、中心監(jiān)控室：中心監(jiān)控主站通過光纖與中心交換機的光纖口9連接，接入到整個風機的內(nèi)部工業(yè)以太網(wǎng)，及時了解整個風機各個站點運行情況。

該方案具有如下的優(yōu)勢：

1、能實現(xiàn)各種異構(gòu)風電場監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)通信、互連互通，能夠大幅提高集成效率，滿足現(xiàn)有的和將來不斷出現(xiàn)的需求;

2、屏蔽了底層設(shè)備，減少了系統(tǒng)通信連接和數(shù)據(jù)交換成本，使各風電場單個監(jiān)測設(shè)備的更換不影響整個監(jiān)測系統(tǒng)的運作，使子站子系統(tǒng)具有良好的網(wǎng)絡(luò)連接功能，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況靈活使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具備同時和省級、地區(qū)級主站通信的能力;

3、降低投資風險和投資成本，允許現(xiàn)有風電場監(jiān)測系統(tǒng)逐步升級改造而不是完全拋棄原來投資，而且為將來的數(shù)字化電力自動化系統(tǒng)改造帶來便利。

4、主站和子站間交互的風電場所有信息按標準的IEC 61850模型運作，實現(xiàn)信息在運行系統(tǒng)和其他支持系統(tǒng)之間的共享，減少重復建設(shè)和投資，提高設(shè)備、系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性，降低監(jiān)測成本;

5、有效利用電力系統(tǒng)廣泛使用的2M通信接口，讓遙測、遙調(diào)、遙控、遙信信息和圖像、聲音、安防報警等信息互不影響的傳送，并且保證通信的時效性和可靠性。

優(yōu)勢：

1、該組網(wǎng)方案使用了環(huán)網(wǎng)方案大大提高了網(wǎng)絡(luò)的彈性，任何故障點出現(xiàn)對目前網(wǎng)絡(luò)不會造成任何影響。同時每個環(huán)網(wǎng)相互獨立、互不影響。

2、環(huán)網(wǎng)交換機具備鏈路自愈自恢復特性，保證遠程設(shè)備維護系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

3、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)布線方便同時環(huán)網(wǎng)交換機具備快速組網(wǎng)、靈活組網(wǎng)、便于維護等特性。使得易用性更強。

4、IEEE 802.3z環(huán)網(wǎng)協(xié)議，即插即用，自動組網(wǎng)；完全分布式，不懼主控節(jié)點失效，全網(wǎng)恢復時間＜5ms ，能夠組建相交環(huán)、相切環(huán)等多種復雜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

5、國內(nèi)首創(chuàng)內(nèi)置鋰電池，帶鋰電池保護與充電功能，設(shè)備斷電時 鋰電可以提供5小時以上的供電，保證環(huán)網(wǎng)光纖線路工作正常（本功能可選配）。

6、支持多種光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：點對點、星型、鏈型、環(huán)網(wǎng)冗余，并可組合為更復雜的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)支持多種光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

7、交換機內(nèi)建1Mbit MP-SSRAM高速內(nèi)存，無阻塞設(shè)計，最大背板帶寬32GBit/S。

8、設(shè)備帶Console（CLI）網(wǎng)管與WEB管理平臺可以在線軟件升級，在主機端可以管理每臺從機的設(shè)備的工作狀態(tài)。

9、符合工業(yè)四級電磁兼容性要求；超強防雷功能：防雷擊，可抗感應(yīng)高壓，防浪涌等無風扇高效散熱，降低修復時間。

10、以太接口與串行數(shù)據(jù)帶防雷保護，防雷達到GB/T17626.5（IEC61000-4-5）短路電流波8/20μs，開路峰值輸出電壓6KV標準。

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