一、工程概況

海上風電項目位于某東部海域，總裝機容量400MW，配套建設一座220KV海上升壓站和一座陸上集控中心。華潤電力蒼南1#海上風電項目建成后，年上網(wǎng)電量約為12億千瓦時，每年可節(jié)約標煤約39萬噸，減排二氧化碳80萬噸，有利于優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進產(chǎn)業(yè)升級，加快區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

（圖源于網(wǎng)絡）

 

微波傳輸通信系統(tǒng)，作為備用傳輸線路，在海纜光纖中斷（含通信設備）的異常狀態(tài)下，實現(xiàn)升壓站應急情況下數(shù)據(jù)的回傳、基本通信功能和緊急系統(tǒng)的啟動和關(guān)斷。為平臺的安全提供通信鏈路的保護。根據(jù)傳輸業(yè)務的不同種類，微波設備主要分為兩類：電路型設備（E1，STM-N-即微波SDH，Nx64K）和網(wǎng)絡型設備（微波擴頻）。前者大規(guī)模應用于陸地運營商網(wǎng)絡，也比較適合于變電站多業(yè)務的傳輸條件，但因抗干擾能力的不同，海面?zhèn)鬏斮|(zhì)量較差，業(yè)務經(jīng)常出現(xiàn)中斷。后者中的部分設備，克服海面多徑干擾的能力較強，在適合條件下傳輸比較穩(wěn)定，但因為傳輸?shù)臉I(yè)務為網(wǎng)絡業(yè)務，在多業(yè)務使用中，應配套相應的網(wǎng)絡設備，實現(xiàn)不同業(yè)務的隔離、管理，避免因多業(yè)務混合造成對原有模式的影響。

 

二、微波備用設備建設的必要性

由于本風電場海上升壓站采用無人值班方式運行，在陸上220kV開關(guān)站對海上風電場進行實時遠程監(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行傳輸，考慮海上升壓站平臺到陸上220kV開關(guān)站傳輸通道的可靠性，傳輸路由應多重冗余設計，根據(jù)項目冗余和可靠性的要求，在光纖傳輸為主的前提下，有必要建設微波備用傳輸通道作為風電場相關(guān)網(wǎng)絡設備與內(nèi)陸集控中心的傳輸冗余通道。

 

三、微波配置方案

本期工程海上升壓站和陸上集控中心各設置1套微波通信設備，每套設備含微波網(wǎng)橋設備、單極化天線設備、路由器、網(wǎng)絡交換機等設備。微波采用擴頻微波作為傳輸設備，兩側(cè)海上升壓站分別采用兩面單極化天線，形成高度分集，以提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性。此方式的優(yōu)點是克服海面多徑干涉的能力較強。從而結(jié)合已配置光纖通信通道和衛(wèi)星應急備用通道實現(xiàn)海陸間多種通信方式并存，提高區(qū)域風電場通信可靠性。

 

四、微波備用鏈路建設后的系統(tǒng)鏈路結(jié)構(gòu)

完善微波備用傳輸通道后的整體風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：

 

 

光纖通信正常下，數(shù)據(jù)傳輸整體鏈路圖：

 

如果有衛(wèi)星通信系統(tǒng)，也可以在其它光纜微波故障情況下使用，并可按時段租用。

微波通信系統(tǒng)，也做為備用通道，僅在海上升壓站無法通過光纜傳輸數(shù)據(jù)至陸上控制中心的情況下，經(jīng)過微波傳輸至中心站；同理，其它海上升壓站與本升壓站有光纜等鏈路通道的情況下，也可以通過本升壓站傳輸數(shù)據(jù)至陸上集控中心站，鏈路：220KV其它海上升壓站à本220KV海上升壓站à傳輸至陸上集控中心，如上圖。

 

五、微波設備架設部署的現(xiàn)場條件

5.1 微波安裝輔助立桿

在風電升壓站，微波設備安裝架設，需要一定的條件，通常需要在升壓站頂層平臺，靠近對端站方向的欄桿邊沿，固定或焊接一條直徑50mm~70mm（0.6~0.9米直徑天線，對于1.2米~1.8米直徑天線，安裝桿管直徑建議直徑70~130mm）的鍍鋅鋼管或不銹鋼鋼管，長度建議在1.5米左右，鋼管應垂直與海平面，不得傾斜焊接。焊接立桿兩邊盡量遠離周邊其它無線電設施，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。用于固定微波設備和拋物面天線。如圖（僅供參考）：

 

海上升壓站和陸地集控中心站（如有需要，需安裝在鐵塔制高點），互相面對面方向各自安裝一條輔助微波桿。

由于鋼管基礎的焊接工作，涉及到熱工作業(yè)，需向甲方申請（包含相關(guān)所需管材、熱工焊接設備），并由甲方實施和完成，全程施工需遵守升壓站平臺相關(guān)管理規(guī)定，施工時務必做好防火措施，相關(guān)人員嚴格依照勞保規(guī)范和和遵循安全相關(guān)措施。

 

5.2微波安裝桿海拔高度要求

對于遠距離微波無線傳輸?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，海上升壓站與陸地集控中心微波安裝鐵塔，二者相距30公里計算，采用5GHz頻段微波和MIMO雙極化高增益天線，海上升壓站的微波天線海拔掛高22米、陸地微波天線海拔掛高48米時，傳輸鏈路仿真：

 

 

30.096公里時，5.8GHz頻段的空間鏈路損耗為139.24dB;

微波發(fā)射功率按25dBm，海上升壓站按32dBi天線增益計算時，微波信號余量：25+32+32-139.24=-50.24(dB)，考慮到線摔、雨霧天氣的衰減預留10dB,信號抵達對端，完全可以獲得不低于-60dB的信號強度。

海面微波傳輸工程，點對點遠距離傳輸，雖然長距離傳輸海面反射可能會導致部分信號傳輸?shù)牟蛔悖捎霉β瘦^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。

 

六、微波設備系統(tǒng)圖

6.1 微波設備鏈路拓撲圖

 

6.2 拋物面天線安裝系統(tǒng)圖

 

設備現(xiàn)場安裝和固定要求說明：

1、天線和微波設備支撐桿，采用熱鍍鋅或不銹鋼管材，壁厚不小于2.5mm圓管,長度1.5米；

2、支撐桿，建議立于與通信對端近的一面平臺頂部的欄桿外側(cè)，距離不小于欄桿20cm；

3、支撐桿需盡量垂直于大地焊接或固定，盡量不要傾斜焊接，支撐桿可頂部和底部于平臺焊接或固定。