风电场光纤环网通信技术方案

一、设备介绍

风电场的项目中，对风机的远程监控及信息化管理是重要的一个系统。在空旷的野外，需要光纤环网设备安装于每个风机上，实现对风机的数据采集、上传、以便中心统一管理与监控。

   在风电项目中，一般采用博昊威尔自主研发的光纤环网设备。该设备双环自愈式多业务数据光猫，采用世界最新光纤技术，专门为电力配网自动化、工业自动化、SCADA（数据采集及监控）等工业行业数据通信而设计。

POHOVER-FIC-LN001双环自愈式多业务数据光猫在一根光纤上提供多条全双工信道。每个POHOVER-FIC-LN001提供2个RS485端口和4个以太网端口。POHOVER-FIC-LN001双环自愈式多业务数据光猫允许2对RS485设备同时在不同的光环节点上进行点对点全双工通信并提供4路共享100M以太网接口供用户使用 。

POHOVER-FIC-LN001采用全透明的传输方式，所以它兼容任何格式的通信协议、数据格式。传输数据速率。由于采用了先进的自适应功能，POHOVER-FIC-LN001能提供范围为0-115.2Kbps无缝任意速率。在RS-485信道上，任一节点的RS-485都可工作在主站模式。4路以太网方便用户同时传输以太网数据。

 POHOVER-FIC-LN001有两对单模或多模光收发模块，它可构成双环双纤自愈式光纤环网，尤其适合于配网自动化系统、测控系统、继电保护系统、数据采集、监控系统等场合要求高可靠的情况下使用。

POHOVER-FIC-LN001双环自愈式多业务数据网络光端机组网方式多种多样，除自愈式光纤环网外，还可组成分布总线中继式光纤网，即用一对单、多模光纤作为总线，从头到尾，将不同区域范围的各节点联成一条总线。

1）主要功能：

 

●使用多模或单模光纤,工作距离0-110KM（根据用户要求，默认为40公里）。

●支持点对点连接、点对多点连接。

● 提供双环自愈备份，链路报警功能。

● 2口RS232/485/422数据端口 。

●1-4个以太网接口。

● 任一节点均可做为中心节点 。

●环网中任意两节点间均可通信，也可实现点对多点广播通信。

● 一对光纤环网最多可实现1-3路通信链路

●工业导轨安装。

 

2）技术特点：

●灵活的光电混合网络接口

整机提供4个百兆SFP网络光口、2个千兆SFP千兆光口、3个百兆网络电口和1个千兆网络电口。4个百兆SFP光口可用于多条本地光路传来的网络视频数据接入，如光纤收发器、网络光纤摄像机等；2个千兆SFP光口可用于其他骨干节点或者中心控制室之间的数据上传或交互；4个网络电口则可用于本地网络设备的网络数据交换。整机本质上相当于一台十口的交换机，所有SFP光纤接口可以按照实际需求进行数量和距离的灵活配置。

●支持多种数据类型混合接入

除网络接口外，设备还提供了总数为16芯的数据接线端子，可支持开关量输入输出、232串口以及RS485/422数据。开关量接口可用于本地报警信号的上传或中心对本地设备的远程电气控制。232串口的典型设备为交通灯控制器、情报板等。RS48/422则多为控制信号总线。

●丰富的网络组网功能

该设备提供的两个千兆网络光纤接口支持一对一的直连，可与光纤收发器、交换机进行对接，也可以形成节点、级联的连接方式，通过一芯光纤将多个网络节点进行串联应用，减少了光纤资源需求。此外，它还支持光纤环网功能，可将所有网络节点通过光纤级联后再首尾连接，组成千兆网络光纤环网。光纤环网的主要作用是提高光纤链路的可靠性，当某个节点设备或者光纤出现故障时，整条数据链路可自动迅速组建反向的路径，保证了数据传输的畅通。

●远程网管功能

该设备支持WEB、客户端等网管方式，可进行远程状态监控、功能配置、日志记录和故障报警分析功能。

●工业级可靠性设计

该设备的宽温工作范围为-40℃～80℃，它采用工业导轨安装方式，结构紧凑、重负荷设计，可安装在标准的DIN轨上。同时，它采用高强度金属材质，无风扇设计，双电源接口，可支持电源过载、冗余、反接保护，并能够很好地抗振动、冲击和跌落。

 

二、风场现场通讯网络拓扑图：

 

 

三、中控室通讯柜内设备的安装

 

1）配电部分

 

准备工作：通讯柜发到现场时已接好配电部分的设备和端子排，接线前需将端子上的各接线螺钉再紧固一次。

 

220V电源接入：现场需将监控室内的220V交流电源接入DI端子，如下图 （最好此电源由中控制的UPS柜引出）

 

 

 

2）通信柜内环网交换机电源的安装

 

现场所用光钎环网光端机（以博昊威尔为例）型号为POHOVER-FIC-LN001  ，使用直流24V电源，支持两组24V供电，在交换机的电源端子排上已标出。为此交换机供电的24V直流电源由两个24V 10A的开关电源提供，如下图

 

 

开关电源的输入和输出接线已经在厂内完成并排入线槽内，现场只需将排好并标好线号的对应24V电源线接在交换机的电源端子排上，注意两组24V电源都要接（冗余）。

 

3）安装博昊威尔光纤环网光端机

 

将博昊威尔光纤环网光端机安装固定到对应的滑槽上，并插上电源端子，如图

 

 

4）核心交换机、服务器和路由器的安装

先将核心交换机、服务器和路由器安装、固定到通讯柜对应位置，然后将各设备的电源插头插入通讯柜后面的插座。

 

 

四、连接跳线

 

1） 光纤跳线和接线盒的连接：光缆施工时已按设计要求将光缆的纤芯熔接尾纤并标号排在通讯柜的接线盒内，其尾纤的ST接头按线号插入接线盒的耦合器上。

博昊威尔也提供了整体的光纤敷设及光纤熔接及测试服务

 

2）、跳线整理：将插接好的光纤跳线和网线按需要整理固定在通讯柜内，如下图。

 

 

五、塔底接入

 

塔底交换机安装在变频器内，光纤接线盒在变频柜平台下面，其安装接线和中控室类似。

 

1.  交换机安装

 

塔底内环网交换机安装在变频器的控制柜内，需在变频柜内取24V直流电源为其供电。

 

1. 接线

光纤跳线与接线盒：光缆施工时已将连接风机之间的光缆纤芯熔接尾纤，并按设计要求标号插接在塔基平台下面的接线盒的耦合器上，现场只需将对应序号的光纤跳线连接至接线盒内对应序号的耦合器（光纤跳线为一套两组四根）

2）光纤跳线与塔底交换机：
1、2号跳线为一组连接交换机的Port8光口；
3、4号跳线为一组连接交换机的Port9光口；
Port10光口用于连接塔基和机舱主控，（如遇交换机指示灯不亮，则可尝试将每组跳线顺互换再插入，直至各Port指示灯亮）。

3、短光纤跳线连接
风场各台风机通过博昊威尔光纤环网光端机、跳线和光缆顺次连接形成环网，看图时应注意。
如下图，可知：
（1）F20号风机的博昊威尔光纤环网光端机的两个光口，左边直接连接监控室内交换机，右边通过F21号风机下面的短光纤跳线短接后连接F22号风机的交换机。
（2）F21号风机的博昊威尔光纤环网光端机通过F20号风机下面的短光纤跳线短接后连接监控室内交换机。

 

 

在塔底下面的通讯接线盒内，将相应序号尾纤的耦合器直接用短跳线连接即可。

 

五、注意事项

 

1、 光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减，严重可能导致内部纤芯折断。 　

 

1. 光纤跳线接头未使用时一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。

2. 如果光钎接头被弄脏了的话，可以用棉签蘸酒精清洁，否则会影响通信质量。

3. 所接入光纤跳线必须贴上明确标示，以便后期维护。

4. 所有光纤跳线应使用扎带捆扎固定。

 

1、 光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减，严重可能导致内部纤芯折断。 　　

 

1. 光纤跳线接头未使用时一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。

2. 如果光钎接头被弄脏了的话，可以用棉签蘸酒精清洁，否则会影响通信质量。

3. 所接入光纤跳线必须贴上明确标示，以便后期维护。

4. 所有光纤跳线应使用扎带捆扎固定。

 

 

 

六、其他

 

因风机与风机间距离差异较大，为了保证正常通讯，故风机间连接可能采用单模或多模光缆，距离较近采用多模光缆，较远则采用单模光缆，其光纤跳线和博昊威尔光纤环网光端机光口都因采用的单模光缆或多模光缆的不同而不同，应注意区分!

 

(1)光纤跳线按颜色区分：单模跳线为浅黄色；多模跳线为橙色。

 

(2)塔基交换机按型号区别