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風(fēng)電場(chǎng)升壓站之間微波網(wǎng)絡(luò )鏈路的建設
概敘
  海上風(fēng)電場(chǎng)通常遠離大陸有一定距離,通常幾公里到幾十公里不等,不同區域內風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電后,集中到海上升壓裝置站點(diǎn),再通過(guò)海底電纜,將升壓后的電力輸送到岸站.岸站統一再次升壓處理后,接入電網(wǎng).由于海上風(fēng)力電廠(chǎng)建設條件制約,且許多海域海底地形變化較大,海底光纜敷設可能會(huì )受環(huán)境影響,為確保海上風(fēng)電各設施能穩定可靠運轉,對無(wú)人設施進(jìn)行實(shí)時(shí)遠程管控監控,我們需要在海底光纜為主要傳輸通道的基礎上,建設以衛星\微波等為通道的備份冗余傳輸鏈路.以作為應急通訊系統切換等用途.
深圳安視源電子微波設備應用海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站骨干鏈路建設
微波和和衛星備用設備建設的必要性
  本風(fēng)電場(chǎng)海上升壓站采用無(wú)人值班方式運行,在陸上220kV開(kāi)關(guān)站對海上風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠程監控。海上升壓站內所有系統信息均采用光纖通道作為主通道進(jìn)行傳輸,海上升壓站至之間建設有海底光電復合纜,并形成回路鏈路,最終到達登陸后光纜轉接敷設至陸上開(kāi)關(guān)站。
  考慮海上升壓站平臺到陸上開(kāi)關(guān)站傳輸通道的可靠性,傳輸路由采用多重冗余設計,采用衛星通信通道和微波作為備用傳輸路由。每個(gè)海上升壓站平臺設立遠端站,建立衛星專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò )作為風(fēng)電場(chǎng)的備用傳輸通道。本技術(shù)要求為海上風(fēng)電場(chǎng)項目工程電話(huà)交換系統、無(wú)線(xiàn)通信(VSAT和微波)及應急通信系統、衛星通信系統技術(shù)要求。
  在海上升壓站之間各設置1套微波通信裝置,實(shí)現兩個(gè)海上匯集站點(diǎn)對點(diǎn)通信通道,并結合已配置光纖通信通道和衛星應急備用通道實(shí)現海陸間多種通信方式并存,提高區域風(fēng)電場(chǎng)通信可靠性。

  完善微波備用傳輸通道后的整體風(fēng)電場(chǎng)的升壓站與陸上開(kāi)關(guān)站之間的整體通訊鏈路,如下圖:
微波備用傳輸通道后的整體風(fēng)電場(chǎng)的升壓站與陸上開(kāi)關(guān)站之間的整體通訊鏈路
微波備用傳輸通道后的整體風(fēng)電場(chǎng)的升壓站與陸上開(kāi)關(guān)站之間的整體通訊鏈路圖

  衛星通信系統僅在光纜故障情況下使用,并按時(shí)段租用。
 
  微波通信系統,做為備用通道,僅在A(yíng)和B升壓站無(wú)法通過(guò)光纜傳輸數據至陸上開(kāi)關(guān)站的情況下,經(jīng)過(guò)微波傳輸至C或D升壓站,再經(jīng)過(guò)光纜D->C->傳輸至陸上開(kāi)關(guān)站;同理,在C和D升壓站無(wú)法通過(guò)光纜傳輸數據至陸上開(kāi)關(guān)站的情況下,經(jīng)過(guò)微波傳輸至A或B升壓站,再經(jīng)過(guò)光纜B->A->傳輸至陸上開(kāi)關(guān)站;如圖(海上升壓站光纖中斷情況下,采用的通訊鏈路):
微波備用傳輸通道后的整體風(fēng)電場(chǎng)的升壓站與陸上開(kāi)關(guān)站之間的整體通訊鏈路-光纖中斷情況下鏈路圖
微波備用傳輸通道后的整體風(fēng)電場(chǎng)的升壓站與陸上開(kāi)關(guān)站之間的整體通訊鏈路-光纖中斷情況下鏈路圖


微波設備架設部署的現場(chǎng)條件
1、微波安裝輔助立桿
  在風(fēng)電升壓站A,B,C,D,微波設備安裝架設,需要一定的條件,通常需要在升壓站頂層平臺,靠近對端站方向的欄桿邊沿,固定或焊接一條直徑50mm~70mm的鍍鋅鋼管或不銹鋼鋼管,長(cháng)度建議在1.5米左右,鋼管應垂直與海平面,不得傾斜焊接。焊接立桿兩邊盡量遠離周邊其它無(wú)線(xiàn)電設施,而且固定天線(xiàn)位置正前方通訊方向,不得有其它金屬物體遮擋。用于固定微波設備和拋物面天線(xiàn)。如圖(僅供參考):
升壓站微波安裝輔助立桿
  A與C,B與D升壓站,互相面對面方向各自安裝一條輔助微波桿。
  由于鋼管基礎的焊接工作,涉及到熱工作業(yè),需申請(包含相關(guān)所需管材、熱工焊接設備),并實(shí)施和完成,全程施工需遵守升壓站平臺相關(guān)管理規定,施工時(shí)務(wù)必做好防火措施,相關(guān)人員嚴格依照勞保規范和和遵循安全相關(guān)措施。
 
微波安裝桿海拔高度要求
  對于遠距離微波無(wú)線(xiàn)傳輸的情形,我們需要考慮地球曲率以及無(wú)線(xiàn)電傳輸菲涅爾因素的影響,我們分析下B與D升壓站,假設二者相距20公里,采用5GHz頻段微波和MIMO雙極化高增益天線(xiàn),B與D海上升壓站的微波天線(xiàn)海拔掛高22米時(shí)傳輸鏈路仿真:
海上升壓站的微波天線(xiàn)傳輸鏈路仿真
  20公里時(shí),5.8GHz頻段的空間鏈路損耗為133.69dB;
  微波發(fā)射功率按25dBm,B、D海上升壓站按32dBi天線(xiàn)增益計算時(shí),微波信號余量:25+32+32-133.69=-44.24(dB),考慮到線(xiàn)摔、雨霧天氣的衰減預留10dB,信號抵達對端,完全可以獲得不低于-60dB的信號強度。
海面微波傳輸工程,點(diǎn)對點(diǎn)遠距離傳輸,雖然長(cháng)距離傳輸海面反射可能會(huì )導致部分信號傳輸的不足,采用功率較大發(fā)射功率而且盡可能提高天線(xiàn)增益,以提高系統富裕度,保證傳輸的穩定性。

系統應用
海上風(fēng)電場(chǎng)微波網(wǎng)絡(luò )骨干搭建



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