风电机组无线网络监控技术研究及应用

    1. 前言
    风电场一般由数十台，甚至数百台风力发电机组组成，占地面积大，大多远离城市，设备分散且环境恶劣，必须实现无人值守。
    在机械产品工业自动化与信息化技术相互融合的今天，电力生产过程中的各种监控、管理和统计数据正在转向网络化、集中化操作。
    各大发电公司为了对分散的风电机组进行监视、管理，掌握设备运行情况、发电量等经济指标，已经展开数据中心的建立。
    设备制造商考虑如何将分散于各地的风电机组运行数据、故障信息传回公司，实时了解各地风电机组运行状态、故障报警，为风电场远程诊断提供信息支持，做到现场服务的快速响应。
    2． 风电机组监控现状
    目前对风电机组的监控采用了有线网络连接，无论是架空线还是埋地电缆沟铺设，都需要搭建通信线路，受地形影响较大，现场施工量大、需要长期维护。特别是气候变化土壤热胀冷缩发生变形将使埋地光缆通讯不稳定。随着风力发电机组数量的增加，风电场的扩容、通讯线路改造就更加困难。
    从风电场集中监控间监控信息传输到远程中心，通过互联网络存在安全隐患，架设专用网络因传输距离远、用户节点密度低，网络运营成本高，目前不是个较好的选择。
    3． 风电机组无线监控
    针对风电场监控网络的目前现状，充分利用业已发展起来的移动通讯技术成果，采用无线局域网络代替有线以太网络来实现风电场风电机组的联网技术上是可行的，工程上是可靠的。无线网络适应性强，不受地形影响，扩张性好，无须自己维护，通信速度快，覆盖面广，安全性高而且费用合理。
    在选定风电场后，风电机组都要进行微观选址，在地势不平坦的地区，机位的选择多在高点处，相邻风电机组之间无障碍物，2km 之内都有邻近风电机组，风电场内宜采用局域网链接，通过局域网将风电机组信息传输到风电场监控中心进行集中监控。风电场监控中心都具备移动通讯，可通过移动通讯或者卫星通讯方式将需要监视的信息传输到异地（客户远程数据中心、生产企业技术支持中心等）。根据风电场的这些特点，无线组网宜采用前端无线接入组网，在风场监控中心或者远程数据中心通过有线接入监控前台。
    3.1 风电场内无线组网
    风电机组之间采用交换机进行无线网络互联，组成与风电机组数量相同节点（若遇到风电场扩容存在风电机组之间无任何直接连接点，可适当增加中继节点）的无线网络，并将风电机组信息数据传输到风电场监控中心，该网络采用内网IP 地址，监控软件将风电机组运行数据记录到现场服务器中。
    3.2 风场与远程数据中心组网
    风场监控中心一般都能进行移动通讯，这里有基于GSM 的GPRS 网络，也有3G 网络。目前GPRS 网络覆盖范围广，但是带宽只有30 ～ 40Kbps；3G 覆盖地区主要在大中城市，随着通信技术的完善，逐步将向信息需求稠密、偏远的地区发展，它的特点是带宽较宽，3G 的升级版本将最大支持到2.8Mbps 的传输速率。对于少数地区，移动通讯信号弱，或者风电场集中数据量巨大的地区，可以租用卫星信道进行数据的传送，将风电机组信息传输到远程中心，其特点是费用相对较高。