風電機組無線網絡監(jiān)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(fā)電機組組成，占地面積大，大多遠離城市，設備分散且環(huán)境惡劣，必須實現(xiàn)無人值守。
    在機械產品工業(yè)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(jiān)控、管理和統(tǒng)計數據正在轉向網絡化、集中化操作。
    各大發(fā)電公司為了對分散的風電機組進行監(jiān)視、管理，掌握設備運行情況、發(fā)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(tài)、故障報警，為風電場遠程診斷提供信息支持，做到現(xiàn)場服務的快速響應。
    2． 風電機組監(jiān)控現(xiàn)狀
    目前對風電機組的監(jiān)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(xiàn)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(fā)生變形將使埋地光纜通訊不穩(wěn)定。隨著風力發(fā)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(jiān)控間監(jiān)控信息傳輸到遠程中心，通過互聯(lián)網絡存在安全隱患，架設專用網絡因傳輸距離遠、用戶節(jié)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(jiān)控
    針對風電場監(jiān)控網絡的目前現(xiàn)狀，充分利用業(yè)已發(fā)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(xiàn)風電場風電機組的聯(lián)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(qū)，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(jiān)控中心進行集中監(jiān)控。風電場監(jiān)控中心都具備移動通訊，可通過移動通訊或者衛(wèi)星通訊方式將需要監(jiān)視的信息傳輸到異地（客戶遠程數據中心、生產企業(yè)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(jiān)控中心或者遠程數據中心通過有線接入監(jiān)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(lián)，組成與風電機組數量相同節(jié)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(jié)點）的無線網絡，并將風電機組信息數據傳輸到風電場監(jiān)控中心，該網絡采用內網IP 地址，監(jiān)控軟件將風電機組運行數據記錄到現(xiàn)場服務器中。
    3.2 風場與遠程數據中心組網
    風場監(jiān)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(qū)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(qū)發(fā)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(qū)，移動通訊信號弱，或者風電場集中數據量巨大的地區(qū)，可以租用衛(wèi)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。