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工程案例
風(fēng)電場升壓站之間微波網(wǎng)絡(luò)鏈路的建設(shè)
概敘
海上風(fēng)電場通常遠(yuǎn)離大陸有一定距離，通常幾公里到幾十公里不等，不同區(qū)域內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電后，集中到海上升壓裝置站點(diǎn)，再通過海底電纜，將升壓后的電力輸送到岸站．岸站統(tǒng)一再次升壓處理后，接入電網(wǎng)．由于海上風(fēng)力電廠建設(shè)條件制約，且許多海域海底地形變化較大，海底光纜敷設(shè)可能會(huì)受環(huán)境影響，為確保海上風(fēng)電各設(shè)施能穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)無人設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程管控監(jiān)控，我們需要在海底光纜為主要傳輸通道的基礎(chǔ)上，建設(shè)以衛(wèi)星＼微波等為通道的備份冗余傳輸鏈路．以作為應(yīng)急通訊系統(tǒng)切換等用途．
微波和和衛(wèi)星備用設(shè)備建設(shè)的必要性
本風(fēng)電場海上升壓站采用無人值班方式運(yùn)行，在陸上220kV開關(guān)站對(duì)海上風(fēng)電場進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。海上升壓站內(nèi)所有系統(tǒng)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(shè)有海底光電復(fù)合纜，并形成回路鏈路，最終到達(dá)登陸后光纜轉(zhuǎn)接敷設(shè)至陸上開關(guān)站。
考慮海上升壓站平臺(tái)到陸上開關(guān)站傳輸通道的可靠性，傳輸路由采用多重冗余設(shè)計(jì)，采用衛(wèi)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(tái)設(shè)立遠(yuǎn)端站，建立衛(wèi)星專用通信網(wǎng)絡(luò)作為風(fēng)電場的備用傳輸通道。本技術(shù)要求為海上風(fēng)電場項(xiàng)目工程電話交換系統(tǒng)、無線通信（VSAT和微波）及應(yīng)急通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)要求。
在海上升壓站之間各設(shè)置1套微波通信裝置，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)海上匯集站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信通道，并結(jié)合已配置光纖通信通道和衛(wèi)星應(yīng)急備用通道實(shí)現(xiàn)海陸間多種通信方式并存，提高區(qū)域風(fēng)電場通信可靠性。
完善微波備用傳輸通道后的整體風(fēng)電場的升壓站與陸上開關(guān)站之間的整體通訊鏈路，如下圖：
微波設(shè)備架設(shè)部署的現(xiàn)場條件
海上風(fēng)電場通常遠(yuǎn)離大陸有一定距離，通常幾公里到幾十公里不等，不同區(qū)域內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電后，集中到海上升壓裝置站點(diǎn)，再通過海底電纜，將升壓后的電力輸送到岸站．岸站統(tǒng)一再次升壓處理后，接入電網(wǎng)．由于海上風(fēng)力電廠建設(shè)條件制約，且許多海域海底地形變化較大，海底光纜敷設(shè)可能會(huì)受環(huán)境影響，為確保海上風(fēng)電各設(shè)施能穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)無人設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程管控監(jiān)控，我們需要在海底光纜為主要傳輸通道的基礎(chǔ)上，建設(shè)以衛(wèi)星＼微波等為通道的備份冗余傳輸鏈路．以作為應(yīng)急通訊系統(tǒng)切換等用途．
微波和和衛(wèi)星備用設(shè)備建設(shè)的必要性
本風(fēng)電場海上升壓站采用無人值班方式運(yùn)行，在陸上220kV開關(guān)站對(duì)海上風(fēng)電場進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。海上升壓站內(nèi)所有系統(tǒng)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(shè)有海底光電復(fù)合纜，并形成回路鏈路，最終到達(dá)登陸后光纜轉(zhuǎn)接敷設(shè)至陸上開關(guān)站。
考慮海上升壓站平臺(tái)到陸上開關(guān)站傳輸通道的可靠性，傳輸路由采用多重冗余設(shè)計(jì)，采用衛(wèi)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(tái)設(shè)立遠(yuǎn)端站，建立衛(wèi)星專用通信網(wǎng)絡(luò)作為風(fēng)電場的備用傳輸通道。本技術(shù)要求為海上風(fēng)電場項(xiàng)目工程電話交換系統(tǒng)、無線通信（VSAT和微波）及應(yīng)急通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)要求。
在海上升壓站之間各設(shè)置1套微波通信裝置，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)海上匯集站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信通道，并結(jié)合已配置光纖通信通道和衛(wèi)星應(yīng)急備用通道實(shí)現(xiàn)海陸間多種通信方式并存，提高區(qū)域風(fēng)電場通信可靠性。
完善微波備用傳輸通道后的整體風(fēng)電場的升壓站與陸上開關(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)電場的升壓站與陸上開關(guān)站之間的整體通訊鏈路圖
衛(wèi)星通信系統(tǒng)僅在光纜故障情況下使用，并按時(shí)段租用。
微波通信系統(tǒng)，做為備用通道，僅在A和B升壓站無法通過光纜傳輸數(shù)據(jù)至陸上開關(guān)站的情況下，經(jīng)過微波傳輸至C或D升壓站，再經(jīng)過光纜D->C->傳輸至陸上開關(guān)站；同理，在C和D升壓站無法通過光纜傳輸數(shù)據(jù)至陸上開關(guān)站的情況下，經(jīng)過微波傳輸至A或B升壓站，再經(jīng)過光纜B->A->傳輸至陸上開關(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)電場的升壓站與陸上開關(guān)站之間的整體通訊鏈路-光纖中斷情況下鏈路圖
微波設(shè)備架設(shè)部署的現(xiàn)場條件
1、微波安裝輔助立桿
在風(fēng)電升壓站A，B，C，D，微波設(shè)備安裝架設(shè)，需要一定的條件，通常需要在升壓站頂層平臺(tái)，靠近對(duì)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，長度建議在1.5米左右，鋼管應(yīng)垂直與海平面，不得傾斜焊接。焊接立桿兩邊盡量遠(yuǎn)離周邊其它無線電設(shè)施，而且固定天線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(shè)備和拋物面天線。如圖（僅供參考）：
A與C，B與D升壓站，互相面對(duì)面方向各自安裝一條輔助微波桿。
由于鋼管基礎(chǔ)的焊接工作，涉及到熱工作業(yè)，需申請(qǐng)（包含相關(guān)所需管材、熱工焊接設(shè)備），并實(shí)施和完成，全程施工需遵守升壓站平臺(tái)相關(guān)管理規(guī)定，施工時(shí)務(wù)必做好防火措施，相關(guān)人員嚴(yán)格依照勞保規(guī)范和和遵循安全相關(guān)措施。
微波安裝桿海拔高度要求
對(duì)于遠(yuǎn)距離微波無線傳輸?shù)那樾?，我們需要考慮地球曲率以及無線電傳輸菲涅爾因素的影響，我們分析下B與D升壓站，假設(shè)二者相距20公里，采用5GHz頻段微波和MIMO雙極化高增益天線，B與D海上升壓站的微波天線海拔掛高22米時(shí)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天線增益計(jì)算時(shí)，微波信號(hào)余量：25+32+32-133.69=-44.24(dB)，考慮到線摔、雨霧天氣的衰減預(yù)留10dB,信號(hào)抵達(dá)對(duì)端，完全可以獲得不低于-60dB的信號(hào)強(qiáng)度。
海面微波傳輸工程，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)距離傳輸，雖然長距離傳輸海面反射可能會(huì)導(dǎo)致部分信號(hào)傳輸?shù)牟蛔?，采用功率較大發(fā)射功率而且盡可能提高天線增益，以提高系統(tǒng)富裕度，保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
系統(tǒng)應(yīng)用：
海上風(fēng)電場微波網(wǎng)絡(luò)骨干搭建
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