一种基于山地地貌的风电场站通讯系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111464462 A(43)申请公布日 2020.07.28

(21)申请号 202010282213.3(22)申请日 2020.04.11

(71)申请人 中广核（北京）新能源科技有限公司

地址 100071 北京市丰台区南四环西路188

号十二区2号楼3层303-304(园区)

申请人 中广核风电有限公司

(72)发明人 王宁　董礼　黄威　伍轶聪　付强　

马驰　(74)专利代理机构 北京维正专利代理有限公司

11508

代理人 赵万凯(51)Int.Cl.

H04L 12/931(2013.01)H04B 10/2575(2013.01)H04W 84/18(2009.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(54)发明名称

一种基于山地地貌的风电场站通讯系统(57)摘要

本发明涉及一种基于山地地貌的风电场站通讯系统，属于通讯系统技术领域，其技术方案的要点是包括多个设置于风机处的接入交换机以及设置于主控室的核心交换机，所述核心交换机连接有无线控制器；所述相邻接入交换机相互串联形成环链网，所述环链网两端的接入交换机分别与核心交换机相连。本发明能够在山地地貌环境的风电场站中使用户稳定的对各个风机设备进行通讯监测，可靠性高。

CN 111464462 ACN 111464462 A

权　利　要　求　书

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1.一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，其特征在于：包括多个设置于风机处的接入交换机(1)以及设置于主控室的核心交换机(2)，所述核心交换机(2)连接有无线控制器(3)；所述相邻接入交换机(1)相互串联形成环链网，所述环链网两端的接入交换机(1)分别与核心交换机(2)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，其特征在于：所述接入交换机(1)采用RRPP协议和/或STP协议。

3.根据权利要求1所述的一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，其特征在于：相邻接入交换机(1)之间采用光纤通讯。

4.根据权利要求1所述的一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，其特征在于：所述接入交换机(1)以及核心交换机(2)采用Mesh自组网。

5.根据权利要求4所述的一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，其特征在于：还包括多个分别于设置于风机处的固定节点、设置于升压站的无线路由器以及若干个移动节点。

6.根据权利要求1所述的一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，其特征在于：所述接入交换机(1)与风机之间采用fitAP部署方式。

7.根据权利要求1所述的一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，其特征在于：所述接入交换机(1)采用机柜式交换机。

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说　明　书

一种基于山地地貌的风电场站通讯系统

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技术领域

[0001]本发明属于通讯系统技术领域，尤其是涉及一种基于山地地貌的风电场站通讯系统。

背景技术

[0002]风力发电是目前电力制作常用的一种方式，风力发电是利用自然界风力的作用将机械能转换为电能，具有清洁、无污染等优点。风力发电主要依托于风电场站，风电场站多设置在海拔较高的高原以及山地丘陵等地貌位置处。设置于山地丘陵地貌的风电场站，这些电站具有一些共同特点，均地处偏僻，远离市区，风机可能布于各个山头，非常分散，各个风机距离主控室距离均较远，给日常场站运营管理造成很大的困扰。

[0003]传统电场站在进行通讯管理时一般是采用集中控制器-无线AP分布式部署架构，部署交换机。采用无线控制器(AC)+瘦AP（FITAP）的组网方式，瘦AP实现无线信号的处理，而用户管理、加密、漫游、AP管理等功能全部集中到AC进行。AP的供电采用以太网供电（PowerOverEthernet，PoE），通过以太网线来汇聚AP的流量，同时为AP提供电源。用户能够WIFI接入网络，进而实现对各个分布电场站的运行监测管理。

[0004]现有的风电站的通讯系统可参考授权公告号为CN202472396U的中国实用新型专利文件，其公开了一种离网型小型风电站监控系统，包括风电机组、无线传感器网络、集线器、工控机、服务器和用户端；风电机组包括风力机主体、塔杆和控制供电系统；风力机主体包括风轮、发电机、回转体和减震器；控制供电系统包括刹车控制器、风机控制器、蓄电池组、逆变器和卸荷箱；风力机主体安装在室外塔杆上，控制供电系统、集线器和工控机安装在控制室内；风电机组发电机和蓄电池组分别通过电缆与风机控制器相连接，风机控制器内装有电压传感器和电流传感器。

[0005]由于山地地貌的风电场的现场地理地貌复杂，并且各个风机可能布于各个山头，非常分散，各个风机距离主控室距离均较远，现有的采用集中控制器-无线AP分布式部署架构部署交换机，信号的稳定习性较差，无法满足发电站的高可靠性需求。发明内容

[0006]针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于山地地貌的风电场站通讯系统，能够在山地地貌环境的风电场站中使用户稳定的对各个风机设备进行通讯监测，可靠性高。

[0007]本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，包括多个设置于风机处的接入交换机以及设置于主控室的核心交换机，所述核心交换机连接有无线控制器；所述相邻接入交换机相互串联形成环链网，所述环链网两端的接入交换机分别与核心交换机相连。[0008]通过采用上述技术方案，通过将多个设置于风机处的相邻的接入交换机相互串联，进而形成“手拉手”的结构，进而每个节点都是信号的重新生成和发送，信号在传递过程

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中信号衰减小，信号强度高，进而使用户能够稳定的对各个风机设备进行通讯监测，可靠性高。

[0009]本发明进一步设置为：所述接入交换机采用RRPP协议和/或STP协议。[0010]通过采用上述技术方案，在对接入交换机进行组网时，根据现场的情况，灵活选用RRPP协议和/或STP协议的组网方式，进而使信号传输更加稳定可靠。[0011]本发明进一步设置为：相邻接入交换机之间采用光纤通讯。[0012]通过采用上述技术方案，在有光纤接入的风电场站，利用光纤对相邻接入交换机进行连接通讯，从而依托光纤设备资源更稳定良好的对通讯信号进行传输。[0013]本发明进一步设置为：所述接入交换机以及核心交换机采用Mesh自组网。[0014]通过采用上述技术方案，在没有光线设备的电场区域，通过Mesh自组网在各个接入交换机以及核心交换机之间进行通讯，网络自动愈合、网络拓扑去中心化等优异性能，非常适合在开阔环境中，信号稳定。[0015]本发明进一步设置为：还包括多个分别于设置于风机处的固定节点、设置于升压站的无线路由器以及若干个移动节点。[0016]通过采用上述技术方案，通过设置固定节点、无线路由器以及移动节点，能够根据电场工况，灵活的创建Mesh自组网，信号覆盖区域广，操作灵活。[0017]本发明进一步设置为：所述接入交换机与风机之间采用fitAP部署方式。[0018]通过采用上述技术方案，fitAP是一个只有加密、射频功能的AP，功能单一，不能独立工作，整个fitAP无线网络解决方案由AC和fitAP在有线网的基础上构成，FitAP解决方案更加便于集中管理，并由此具有三层漫游、基于用户下发权限等FatAP不具备的功能。[0019]本发明进一步设置为：所述接入交换机采用机柜式交换机。[0020]通过采用上述技术方案，接入交换机采用机柜式交换机，安装操作方便，并且具有稳定性和可靠性高等优点。[0021]综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过将多个设置于风机处的相邻的接入交换机相互串联，进而形成“手拉手”的结构，进而每个节点都是信号的重新生成和发送，信号在传递过程中信号衰减小，信号强度高，进而使用户能够稳定的对各个风机设备进行通讯监测，可靠性高。[0022]2.接入交换机与风机之间采用fitAP部署方式，便于集中管理，并由此具有三层漫游、基于用户下发权限等FatAP不具备的功能。附图说明

[0023]图1为基于山地地貌的无风电场站通讯系统检测装置的功能框图。[0024]图中，1、接入交换机；2、核心交换机；3、无线控制器。

具体实施方式

[0025]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。[0026]实施例1：

一种基于山地地貌的无风电场站通讯系统，参照图1，包括多个设置于风机处的接入交换机1以及设置于主控室的核心交换机2，核心交换机2连接有无线控制器3；相邻接入交换

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机1相互串联形成环链网，环链网两端的接入交换机1分别与核心交换机2相连。核心交换机2和接入交换机1均采用支撑RRPP协议和/或STP协议的环网交换机。在风电站应用时，每台风机内需部署一台环网交换机，风机内部有220V交流电，综合考虑风机内部安装条件、风电运行过程中会有振动特点，同时兼顾降低成本需求，节省现场施工工期，接入交换机1采用机柜式交换机，并且将其安装在风机塔底。接入交换机1与风机之间采用fitAP部署方式。[0027]在有光纤网络设备的区域，相邻接入交换机1之间采用光纤通讯，依托于光纤网路，环(链)网节点通过光纤串起来，形成“手拉手”的结构。通过光纤可以实现远距离传输，通过光纤采用“手拉手”的方式实现连接，相当于每个节点都是光信号的重新生成和发送的中转站，信号衰减小，信号传输稳定。[0028]实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，在无光纤网络设备的区域，接入交换机1以及核心交换机2采用Mesh自组网。在各个风机处设置固定接入点，在升降站内部设置无线路由器，并且设置有若干个将移动节点。

[0029]在升压站部署一台或多台无线路由器，路由与风机固定节点光纤收发器连接。该路由器既可与部署于风机网络节点互联。另外，可以为本区域提供热点覆盖功能，计算机、手机、PAD等业务终端可以通过无线或有线接入，实现话音、短信、图片、实时视频及其他数据的传输。

[0030]固定节点设置在在所选取的逆变器监控杆顶部，固定节点采用支架的方式在竖杆顶部，配备2根9dBi5.8GHz杆状全向天线和一根6dBi2.4GHz杆状全向天线。节点轻便小巧，安装过程简单快捷。设备基于POE供电，当出现供电异常时，可直接切换至备用电源。固定节点主要用于实现与其他固定节点和移动节点之间的无线组网，提供单跳或多跳的信息传输通道，还可以为本区域提供热点覆盖功能，计算机、手机、PAD等业务终端可以通过WiFi接入，实现话音、短信、图片、实时视频及其他数据的传输。[0031]移动节点配备于巡修车，采用吸顶支架的方式固定在车顶，配备2根9dBi5.8GHz杆状全向天线、一根6dBi2.4GHz杆状全向天线；设备基于专用电池供电，在行进中移动移动节点与各固定节点无线互联，并为移动节点车上人员的手机、PAD等业务终端提供WiFi无线接入，提供各种业务通信。当到达需要检查和维修风机下时，移动移动节点可为维修作业的人员提供无线连接，使维修作业人员可以与其他人有进行话音和视频通信，控制中心专家也可以用话音和视频为作业人员提供指导。移动节点安装拆卸方便，当出现某一区域信号故障时，移动节点可随车快速达到预定区域，填补覆盖漏洞，实现全区域现场信息的实时可视和指令信息的实时可达。

[0032]本实施例的具体实施原理为：

在进行风电场站通讯系统建设施工时，通过将多个设置于风机处的相邻的接入交换机相互串联，进而形成“手拉手”的结构，进而每个节点都是信号的重新生成和发送，信号在传递过程中信号衰减小，信号强度高，进而使用户能够稳定的对各个风机设备进行通讯监测，可靠性高。接入交换机与风机之间采用fitAP部署方式，整个fitAP无线网络解决方案由AC和fitAP在有线网的基础上构成，FitAP解决方案更加便于集中管理，并由此具有三层漫游、基于用户下发权限等FatAP不具备的功能。

[0033]本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护

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说　明　书

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范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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