風電場機組監(jiān)控系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)解決方案
摘要
隨著風力發(fā)電場的大量建設(shè),風場變電站SCADA監(jiān)控系統(tǒng)、風場視頻安防系統(tǒng)乳后、風力發(fā)電機組遠程監(jiān)控系統(tǒng)也大量應(yīng)用,監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)對于風機的安全監(jiān)控帝膊、提高風能利用率确奄、提高風機工作效率、風電場的安全監(jiān)控都十分重要赠魂。但這些系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境惡劣麸档,需要管理型寬溫工業(yè)以太網(wǎng)交換機進行網(wǎng)絡(luò)支持。
關(guān)鍵詞
歐邁特工業(yè)以太網(wǎng)交換機OMATE6100缆刁、OMATE6300乃沙;OE-Ring快速環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù)
1. 系統(tǒng)需求
風力發(fā)電場對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求:
1起趾、風電應(yīng)用環(huán)境惡劣,晝夜溫差大警儒,風沙嚴重训裆,要求工作溫度:-40~75℃ 存儲溫度:-45~85℃ ,存儲濕度:0%~95%蜀铲,無凝結(jié)边琉。
2、電磁環(huán)境惡劣记劝,需要工業(yè)交換機具有較強的抗電磁干擾能力变姨、長時間的平均無故障時間。
3厌丑、為了保障通信的可靠性定欧,要求建立冗余的環(huán)網(wǎng),具有快速自愈功能怒竿。通信網(wǎng)絡(luò)出故障時砍鸠,能夠自動平滑的切換到冗余備份線路。
4耕驰、為了保證遠程監(jiān)控的數(shù)據(jù)的安全性京佃,交換機需要有全面的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置。
2. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案
風電機組監(jiān)控系統(tǒng)具有對風電機組自動啟動言丧、停機崔狂、平穩(wěn)并網(wǎng)、雙速切換苫担、自動對風脓甘、數(shù)據(jù)檢測和處理、故障記錄及自動保護等就地控制功能滓层,同時具有在中央監(jiān)控室對分散運行在風電場上的各風電機組運行狀態(tài)的實時顯示、運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理向酝、運行故障記錄報警禁糖、風速-功率特性曲線的測量、開機盖疾、停機狞穗、左右偏航、修改風電機組運行參數(shù)等遠程監(jiān)控功能警沧。由三部分組成:就地控制部分民轴、中央集控部分、通信部分球订。根據(jù)不同風機的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信分為兩部分:風機內(nèi)部控制通信部分后裸、風機與風機間或風機與控制中心的網(wǎng)絡(luò)通信部分瑰钮。
根據(jù)風電行業(yè)即有其普遍性也有其特殊性,我們在組網(wǎng)方案中主要考慮以下幾個方面:1微驶、系統(tǒng)設(shè)計充分考慮多個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的系統(tǒng)特點浪谴,技術(shù)上遵循先進性、實用性與成熟可靠性并重的原則因苹,形成一整套功能齊全的組網(wǎng)解決方案苟耻。2、能夠滿足風電場苛刻的物理環(huán)境扶檐,溫度凶杖、防塵、電磁兼容性等要求款筑。3官卡、因網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大,組網(wǎng)方案采用清晰的多層結(jié)構(gòu)僚洋,從最根本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計上簡化網(wǎng)絡(luò)的維護及管理剥乍,實現(xiàn)故障點的快速分離及明確,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行候赏。4斧炎、組網(wǎng)方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能,能夠針對設(shè)備故障盯媚、鏈路故障進行自我診斷及快速排除铝寿,并實時報警。5抖唧、對網(wǎng)絡(luò)進行人工維護陷克、擴容、或故障修復(fù)時應(yīng)該做到影響最小化瓤鬓,做到維護及擴容對系統(tǒng)運行無影響版幕;故障修復(fù)只對相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接終端有一定的影響。6四乱、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選擇采用具備高實時性和穩(wěn)定性的工業(yè)級設(shè)備衔甲。7、組網(wǎng)方案必須具備兼容性宣吱,能夠無縫連接不同廠商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備窃这,具備高性價比。8征候、考慮到工業(yè)現(xiàn)場對實時性要求杭攻,采用的是環(huán)網(wǎng)設(shè)計理念,避免單條鏈路故障對網(wǎng)絡(luò)的影響疤坝。
本方案基于歐邁特工業(yè)以太網(wǎng)交換機性價比及網(wǎng)絡(luò)可靠性的綜合考慮兆解,針對兩個部分的網(wǎng)絡(luò)通信(可選多墓萏或單模光纜)建議如下:
2.1 風機內(nèi)部控制通信部分
主要是指風機機艙與塔基之間設(shè)備的通信,負責監(jiān)控以下數(shù)據(jù):1痪宰、電力參數(shù)包括電網(wǎng)三相電壓叼架、發(fā)電機輸出的三相電流、電網(wǎng)頻率衣撬、發(fā)電機功率因數(shù)等乖订;2、風力參數(shù):風速具练、風向乍构;3、風力發(fā)電機組狀態(tài)參數(shù):發(fā)電機轉(zhuǎn)速和風輪轉(zhuǎn)速喝壹、溫度(發(fā)電機仓近、控制器、軸承旱已、增速器油溫等)肌蛮、電纜扭轉(zhuǎn)、機械剎車狀況殿漆、機艙振動忍猛、油位;4肾蕉、反饋信號:回收葉間擾流器掐股、松開機械剎車、松開偏航制動器笤敞、發(fā)電機脫網(wǎng)及脫網(wǎng)后轉(zhuǎn)速降落信號等扳九。
目前風機內(nèi)部控制通信是通過風機機艙與塔基之間的二對光纖收發(fā)器來實現(xiàn)的,會帶來安裝和維護的不便瞻绝。為此北京歐邁特公司特別推出一款OMATE6100工業(yè)以太網(wǎng)交換機玖瘸,只需一對設(shè)備很好解決了此類問題。該設(shè)備多個業(yè)務(wù)電口支持VLAN劃分胁后,可以有效隔離廣播域店读,為風機內(nèi)部控制通信提供安全可靠的業(yè)務(wù)隔離傳輸;同時電源輸入冗余攀芯、基于端口聚合的二對光口互為冗余,從而進一步提高了風機內(nèi)部通信的可靠性文虏!
風機機艙配置一臺OMATE6100為機艙內(nèi)的變漿控制器侣诺、機艙控制器等設(shè)備提供接入,通過控制器來采集風速傳感器氧秘、風向傳感器年鸳、雙饋變頻器趴久、偏航變頻器、變漿變頻器等設(shè)備的數(shù)據(jù)搔确。同時風機塔基配置一臺相同的OMATE6100彼棍,通過二對互為冗余光口與機艙的OMATE6100可靠連接,然后接入塔基內(nèi)的環(huán)網(wǎng)交換機OMATE6300膳算,后者為塔基內(nèi)的主控制器座硕、工控機等設(shè)備提供接入,同時負責與集中控制室的通信好浆。
2.2 風機與風機間或風機與控制中心的網(wǎng)絡(luò)通信部分
風機間通信網(wǎng)絡(luò)采用以就地監(jiān)控中心為匯聚點的互聯(lián)百兆光纖環(huán)網(wǎng)门痕。采用OMATE6300系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(基于OE-RING快速環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù))構(gòu)建,能有效保障網(wǎng)絡(luò)的安全性浓朋、可靠性困喜、穩(wěn)定性,以及網(wǎng)絡(luò)通信的無擾動切換磨搭,切換時間小于30ms(網(wǎng)絡(luò)自愈時間)裤能。
風機塔基內(nèi)的環(huán)網(wǎng)交換機OMATE6300(提供6個10/100M電口,2個100M光口)缭亦,通過光纖與其它風機內(nèi)的交換機OMATE6300構(gòu)建百兆冗余網(wǎng)絡(luò)勿玖,保障網(wǎng)絡(luò)快速自愈,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩孕嘘⒖煽啃栽趸⒖垢蓴_能力。
在就地監(jiān)控中心配置一臺多光口OMATE6300系列交換機坪江,為風電場各個百兆光纖環(huán)網(wǎng)提供匯聚接入支持仲闽,并為現(xiàn)場的控制設(shè)備提供接入支持。與遠程的中央監(jiān)控中心采用光纖方式連接僵朗,為提高鏈路可靠性建議以光端口聚合方式連接赖欣,即提高通信帶寬,又為光纖鏈路提供了冗余保護验庙。
考慮到風電場其他系統(tǒng)業(yè)務(wù)的接入及統(tǒng)一管理顶吮,例如風電場視頻監(jiān)控系統(tǒng),不同系統(tǒng)業(yè)務(wù)將會采用VLAN技術(shù)隔離粪薛,在核心需要進行三層路由交換悴了,建議在中央監(jiān)控中心配置一臺三層工業(yè)級以太網(wǎng)交換機GOE324系列(支持靜態(tài)路由、動態(tài)路由RIP/OSPF/BGP违寿、組播路由PIM-SM/PIM-DM/DVMRP)湃交,為整個監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提供高效率的硬件路由處理功能。
3. 歐邁特工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品優(yōu)越:
1藤巢、良好的設(shè)備特性&安裝方式靈活性搞莺,寬溫息罗、防塵、防潮設(shè)計:
工作溫度:-40~80 ℃抛现,存儲溫度:-45~85 ℃轴艇,工作濕度:5 ~ 95 % (無凝露);金屬外殼無風扇散熱技術(shù)贾反,IP40以上等級防護婆掐;可定制機架、導(dǎo)軌阁巨、壁掛安裝抬宽;
2、在嚴酷電磁環(huán)境可靠穩(wěn)定工作:
通過工業(yè)四級電磁兼容性檢測岸寿,有效防御工業(yè)干擾:高壓交流電場硝僻、靜電場、電弧践斟、可控硅等毕沫;自然界干擾:雷電沖擊、各種靜電放電顶赎、磁暴等嫂焕;
3、設(shè)備平均無故障時間超過30萬小時疯坤,長年提供備品備件报慕;
4、快速冗余:
支持OE-Ring以及RSTP等環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù)压怠,保障了網(wǎng)絡(luò)通信的無擾動切換眠冈,前者網(wǎng)絡(luò)自愈時間小于30ms。
5菌瘫、安全優(yōu)勢:
1)支持VLAN(虛擬局域網(wǎng))技術(shù)
VLAN是安全交換機必不可少的功能蜗顽。VLAN可能跨越一個或多個交換機,與它們的物理位置無關(guān)雨让,設(shè)備之間好像在同一個網(wǎng)絡(luò)間通信一樣雇盖。VLAN可以在交換機上實現(xiàn)廣播域的隔離,它可以把網(wǎng)絡(luò)分成一個一個獨立的區(qū)域栖忠,可以控制這些區(qū)域是否可以通訊崔挖。
2)流量控制功能(traffic control)
交換機的流量控制可以預(yù)防因為廣播數(shù)據(jù)包、組播數(shù)據(jù)包及因目的地址錯誤的單播數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)流量過大造成交換機帶寬的異常負荷庵寞,并可提高系統(tǒng)的整體效能虚汛,保持網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定的運行。
另外歐邁特交換機還可針對每個端口提供雙向(in/out)分別限制功能逛徽。
3)支持端口聚合
多個的端口的聚合即提高鏈路傳輸帶寬珊辛,又為鏈路提供了冗余保護;
4)IEEE802.1x身份驗證機制
IEEE 802協(xié)議集的局域網(wǎng)接入控制協(xié)議穗免,是基于端口的訪問控制協(xié)議障渡。它能夠在利用IEEE 802局域網(wǎng)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上提供一種對連接到局域網(wǎng)的用戶進行認證和授權(quán)的手段,達到了接受合法用戶接入趋臼,拒絕非授權(quán)用戶的訪問篙袄,保護網(wǎng)絡(luò)安全的目的。
5)QoS機制
歐邁特工業(yè)以太網(wǎng)交換機采用了IEEE802.p QoS CoS/TOS/DSCP優(yōu)先級策略簿翔,保障了數(shù)據(jù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實時可靠傳輸接骄。
6)支持廣播風暴抑制、IGMP-Snooping組播協(xié)議牺会,提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率
7)系統(tǒng)日志
交換機的日志功能可以將系統(tǒng)錯誤锈犯、系統(tǒng)配置、狀態(tài)變化道葬、狀態(tài)定期報告等信息傳送給日志服務(wù)器献爷,網(wǎng)管人員依據(jù)這些信息掌握設(shè)備的運行狀況,及早發(fā)現(xiàn)問題陷揪,及時進行配置設(shè)定和排障惋鸥,保障網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定地運行。
8)統(tǒng)一網(wǎng)管:
除提供方便的Web等訪問外悍缠,還支持SNMP卦绣、RMON管理,方便與第三方設(shè)備實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一管理飞蚓。
4. 結(jié)語
北京歐邁特公司作為工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備的專業(yè)制造商滤港,為風電場提供專家級解決方案:采用先進的工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)實現(xiàn)風電場的有效監(jiān)控,保障了整個的系統(tǒng)安全性玷坠、可靠性蜗搔、穩(wěn)定性,提高了風機的發(fā)電效率八堡,標準的通信協(xié)議也為其他業(yè)務(wù)的接入提供了便利樟凄。
聲明:本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng),轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享兄渺,并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責缝龄,也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布寝典、編輯整理上傳林没,對此類作品本站僅提供交流平臺,不為其版權(quán)負責。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻婶苦、圖片呀埠、文字如涉及作品版權(quán)問題,請第一時間告知吴位,我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容颠请,以保證您的權(quán)益!聯(lián)系電話:010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn嚣刺。
- 暫無反饋
編輯推薦
- 2025新年特刊:打造新質(zhì)生產(chǎn)力瞒籍,智啟未來新篇章
- 定義制造業(yè)未來的數(shù)控加工中心技術(shù)專題
- 航空航天及交通領(lǐng)域先進制造技術(shù)應(yīng)用專題
- 解碼消費電子產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)字化之路技術(shù)專題
- 精密智能機床谓牢,助力制造升級技術(shù)專題
- 汽車輕量化驅(qū)動下的零部件加工應(yīng)用專題
- 高性能銑刀實現(xiàn)高精加工生產(chǎn)技術(shù)專題
- 航空航天發(fā)動機解決方案專題
- 高效齒輪加工生產(chǎn)技術(shù)方案專題
- 金屬加工液的性能不止?jié)櫥夹g(shù)應(yīng)用專題