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基于xPON技術的風電場基礎網絡解決方案

    風電場以風能為發電動力,受自然環境影響較大,極易造成電壓波動,需要大量實時的信息采集和及時的控制指令下發,因此對風電場通信網絡的可靠性,安全性,帶寬方面提出更高要求。華為公司在充分、全面考慮了安全可靠、業務多樣、靈活組網、管理維護及成本控制等諸多因素的前提下,推出了基于xPON技術的風電通信網絡解決方案,實現了PON、FE、RS232/485等多種數據接口,為風電場的實時生產監控提供了堅實的通信基礎。

前言

    風能作為一種潔凈、可再生的新能源,近年來在發電領域得到廣泛應用。風能作為風力發電的動力來源,風力大小和方向變化迅速,風電的輸出電壓、功率、頻率波動較大,電力調度部門需要風力發電企業提供精確可靠的風電實時運行數據來進行合理調度,保障電網安全、平穩運行。對于風力發電企業來說,安全、可靠的通信網絡是實現風電機組實時運行數據和實時氣象數據精確采集的重要一環。

    作為全球領先的信息與通信解決方案供應商,華為在ICT領域積累了豐富的經驗,我們致力于為全球電力、政府、公共事業、金融、交通、能源、企業等行業客戶提供全面、高效的ICT解決方案,幫助行業客戶利用信息通信技術提升企業的核心競爭力。基于在電力通信領域的積累,我們推出了華為風電光纖組網xPON通信解決方案,幫助風力發電企業實現風電監控通信系統的高可靠及高安全,同時實現智能化、提高運營效率、降低運營成本。

    華為風電xPON通信解決方案以xPON技術作為風機監控系統的數據上送、控制指令下發的通信方式,適應多變場景,幫助風力發電企業構建高可靠、高安全、高帶寬的風電場光纖通信網絡。


業務挑戰

    風電場監控系統通過網絡與信息手段對風電場運行情況及生產運行數據進行實時采集和監控,實現對風場風力發電機組及場內變電站設備的集中綜合控制,直接關系到風電場的安全生產及發電質量。由于各風電場建設時間不同,風電場網絡通信差異也較大,但普遍存在如下挑戰:

1、整個風力發電場的發電業務受環境干擾較大,需要采集的各項數據眾多,傳統通信方式不足以支撐數據實時可靠的傳送。

2、風機監控系統建設時間不同,常出現需要低速接口設備接入光纖網絡的情況,需配置接口轉換設備,增加故障點與建設成本。

3、風電場的物理環境一般較為苛刻,溫度、雷擊、電磁干擾等都極易造成網絡故障,并直接影響生產業務的運行。

4、風電場通信網絡因為覆蓋距離較遠,維護困難。

解決方案

    風電場以風能為發電動力,受自然環境影響較大,極易造成電壓波動,需要大量實時的信息采集和及時的控制指令下發,因此對風電場通信網絡的可靠性,安全性,帶寬方面提出更高要求。華為公司在充分、全面考慮了安全可靠、業務多樣、靈活組網、管理維護及成本控制等諸多因素的前提下,推出了基于xPON技術的風電通信網絡解決方案,實現了PON、FE、RS232/485等多種數據接口,為風電場的實時生產監控提供了堅實的通信基礎。

    xPON通信網絡拓撲可以采用環形、鏈型、樹型等結構建設,可節省光纖投資,提高光纖資源利用率,適應風電場通信網絡的延伸擴展;同時也保障了升壓變電站到風電機組之間鏈路的1+1保護功能,實現50ms保護倒換。方案具有單纖雙向高帶寬業務承載,全程無源的特點,完全滿足智能電網堅強可靠、經濟高效、節能環保、透明開發、友好互動的要求,是風電場通信網絡的最佳技術選擇。

    風電場xPON通信網絡解決方案組網圖如下:


圖1 風電xPON通信方案組網圖


                                                    圖2 xPON數據流向圖

 

 

方案亮點

1、高可靠的無源光網絡:減少故障節點,支持主備倒換與獨立雙上行,有效保障風機監控系統所需的信息采集和指令下發;

2、高效的網絡結構:每個ONU接入節點直接與OLT設備通信,只承載單風機數據,有效避免網絡擁塞;同時高效的Qos優先級管理可以有效保證風機控制等重要業務的正常運行;

3、高帶寬長距離:通信帶寬最高可達1.25G,傳輸長度可以達20km,加強了整個風電xPON通信對業務的承載能力,可以有效支撐風電視頻監控及其他高帶寬業務的需要;

4、豐富的通訊接口:同時支持以太網接口及RS232/RS485串口,減少接口轉換設備,方便各種風機二次設備接入系統網絡;

5、工業級設備:電力行業專用工業級ONU設備,長期工作溫度范圍-40℃~+85℃,電口、網口防6KV雷擊,無風扇自然散熱,支持最高防護等級IP68,滿足風電場部署環境;

6、網方式靈活:xPON網絡可根據風電場結構、風機位置靈活采用環形、樹形、鏈形等方式組網,部署簡單,易擴建,增加接入點不會對現網造成影響;

7、易維護:全網設備均支持統一網管,可視化運維,快速故障定位,提高效率;

8、高安全:支持防竊聽、防MAC欺騙、IP訪問控制等多種安全特性符合電力安全規范。

 

 

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