摘要
隨著風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的大量建設(shè)，風(fēng)場(chǎng)變電站SCADA監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)場(chǎng)視頻安防系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也大量應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)于風(fēng)機(jī)的安全監(jiān)控、提高風(fēng)能利用率、提高風(fēng)機(jī)工作效率、風(fēng)電場(chǎng)的安全監(jiān)控都十分重要。但這些系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境惡劣，需要管理型寬溫工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)支持。
關(guān)鍵詞
歐邁特工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)OMATE6100、OMATE6300；OE-Ring快速環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù)
一. 系統(tǒng)需求
風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求：
1、風(fēng)電應(yīng)用環(huán)境惡劣，晝夜溫差大，風(fēng)沙嚴(yán)重，要求工作溫度：-40～75℃ 存儲(chǔ)溫度：-45～85℃ ，存儲(chǔ)濕度：0%～95%，無(wú)凝結(jié)。
2、電磁環(huán)境惡劣，需要工業(yè)交換機(jī)具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力、長(zhǎng)時(shí)間的平均無(wú)故障時(shí)間。
3、為了保障通信的可靠性，要求建立冗余的環(huán)網(wǎng)，具有快速自愈功能。通信網(wǎng)絡(luò)出故障時(shí)，能夠自動(dòng)平滑的切換到冗余備份線路。
4、為了保證遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)的安全性，交換機(jī)需要有全面的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置。
二. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案
風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)具有對(duì)風(fēng)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)、停機(jī)、平穩(wěn)并網(wǎng)、雙速切換、自動(dòng)對(duì)風(fēng)、數(shù)據(jù)檢測(cè)和處理、故障記錄及自動(dòng)保護(hù)等就地控制功能，同時(shí)具有在中央監(jiān)控室對(duì)分散運(yùn)行在風(fēng)電場(chǎng)上的各風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示、運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理、運(yùn)行故障記錄報(bào)警、風(fēng)速－功率特性曲線的測(cè)量、開(kāi)機(jī)、停機(jī)、左右偏航、修改風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)等遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。由三部分組成：就地控制部分、中央集控部分、通信部分。根據(jù)不同風(fēng)機(jī)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信分為兩部分：風(fēng)機(jī)內(nèi)部控制通信部分、風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)間或風(fēng)機(jī)與控制中心的網(wǎng)絡(luò)通信部分。
根據(jù)風(fēng)電行業(yè)即有其普遍性也有其特殊性，我們?cè)诮M網(wǎng)方案中主要考慮以下幾個(gè)方面：
1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮多個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的系統(tǒng)特點(diǎn)，技術(shù)上遵循先進(jìn)性、實(shí)用性與成熟可靠性并重的原則，形成一整套功能齊全的組網(wǎng)解決方案。
2、能夠滿足風(fēng)電場(chǎng)苛刻的物理環(huán)境，溫度、防塵、電磁兼容性等要求
3、因網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大，組網(wǎng)方案采用清晰的多層結(jié)構(gòu)，從最根本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)及管理，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的快速分離及明確，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
4、組網(wǎng)方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能，能夠針對(duì)設(shè)備故障、鏈路故障進(jìn)行自我診斷及快速排除，并實(shí)時(shí)報(bào)警。
5、對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行人工維護(hù)、擴(kuò)容、或故障修復(fù)時(shí)應(yīng)該做到影響最小化，做到維護(hù)及擴(kuò)容對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)影響；故障修復(fù)只對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接終端有一定的影響。
6、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選擇采用具備高實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的工業(yè)級(jí)設(shè)備
7、組網(wǎng)方案必須具備兼容性，能夠無(wú)縫連接不同廠商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具備高性價(jià)比。
8、考慮到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求，采用的是環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)理念，避免單條鏈路故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。
本方案基于歐邁特工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)性價(jià)比及網(wǎng)絡(luò)可靠性的綜合考慮，針對(duì)兩個(gè)部分的網(wǎng)絡(luò)通信（可選多模或單模光纜）建議如下：
1、風(fēng)機(jī)內(nèi)部控制通信部分
主要是指風(fēng)機(jī)機(jī)艙與塔基之間設(shè)備的通信，負(fù)責(zé)監(jiān)控以下數(shù)據(jù)：1、電力參數(shù)包括電網(wǎng)三相電壓、發(fā)電機(jī)輸出的三相電流、電網(wǎng)頻率、發(fā)電機(jī)功率因數(shù)等； 2、風(fēng)力參數(shù)：風(fēng)速、風(fēng)向；3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)參數(shù)：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、溫度（發(fā)電機(jī)、控制器、軸承、增速器油溫等）、電纜扭轉(zhuǎn)、機(jī)械剎車狀況、機(jī)艙振動(dòng)、油位；4、反饋信號(hào)：回收葉間擾流器、松開(kāi)機(jī)械剎車、松開(kāi)偏航制動(dòng)器、發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)及脫網(wǎng)后轉(zhuǎn)速降落信號(hào)等。
目前風(fēng)機(jī)內(nèi)部控制通信是通過(guò)風(fēng)機(jī)機(jī)艙與塔基之間的二對(duì)光纖收發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，會(huì)帶來(lái)安裝和維護(hù)的不便。為此北京歐邁特公司特別推出一款OMATE6100工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，只需一對(duì)設(shè)備很好解決了此類問(wèn)題。該設(shè)備多個(gè)業(yè)務(wù)電口支持VLAN劃分，可以有效隔離廣播域，為風(fēng)機(jī)內(nèi)部控制通信提供安全可靠的業(yè)務(wù)隔離傳輸；同時(shí)電源輸入冗余、基于端口聚合的二對(duì)光口互為冗余，從而進(jìn)一步提高了風(fēng)機(jī)內(nèi)部通信的可靠性！
