一、工程概況

海上風(fēng)電項(xiàng)目位于某東部海域，總裝機(jī)容量400MW，配套建設(shè)一座220KV海上升壓站和一座陸上集控中心。華潤(rùn)電力蒼南1#海上風(fēng)電項(xiàng)目建成后，年上網(wǎng)電量約為12億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)煤約39萬(wàn)噸，減排二氧化碳80萬(wàn)噸，有利于優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，加快區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

（圖源于網(wǎng)絡(luò)）

 

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(shè)備）的異常狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)升壓站應(yīng)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(dòng)和關(guān)斷。為平臺(tái)的安全提供通信鏈路的保護(hù)。根據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的不同種類，微波設(shè)備主要分為兩類：電路型設(shè)備（E1，STM-N-即微波SDH，Nx64K）和網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備（微波擴(kuò)頻）。前者大規(guī)模應(yīng)用于陸地運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，也比較適合于變電站多業(yè)務(wù)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(wù)經(jīng)常出現(xiàn)中斷。后者中的部分設(shè)備，克服海面多徑干擾的能力較強(qiáng)，在適合條件下傳輸比較穩(wěn)定，但因?yàn)閭鬏數(shù)臉I(yè)務(wù)為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，在多業(yè)務(wù)使用中，應(yīng)配套相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的隔離、管理，避免因多業(yè)務(wù)混合造成對(duì)原有模式的影響。

 

二、微波備用設(shè)備建設(shè)的必要性

由于本風(fēng)電場(chǎng)海上升壓站采用無(wú)人值班方式運(yùn)行，在陸上220kV開關(guān)站對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)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，考慮海上升壓站平臺(tái)到陸上220kV開關(guān)站傳輸通道的可靠性，傳輸路由應(yīng)多重冗余設(shè)計(jì)，根據(jù)項(xiàng)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(shè)微波備用傳輸通道作為風(fēng)電場(chǎng)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(shè)置1套微波通信設(shè)備，每套設(shè)備含微波網(wǎng)橋設(shè)備、單極化天線設(shè)備、路由器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。微波采用擴(kuò)頻微波作為傳輸設(shè)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(diǎn)是克服海面多徑干涉的能力較強(qiáng)。從而結(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(chǎng)通信可靠性。

 

四、微波備用鏈路建設(shè)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(fēng)電場(chǎng)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(shí)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(wú)法通過(guò)光纜傳輸數(shù)據(jù)至陸上控制中心的情況下，經(jīng)過(guò)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(guò)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(shè)備架設(shè)部署的現(xiàn)場(chǎng)條件

5.1 微波安裝輔助立桿

在風(fēng)電升壓站，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（0.6~0.9米直徑天線，對(duì)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(zhǎng)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(wú)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）：

 

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(diǎn)），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)，需向甲方申請(qǐng)（包含相關(guān)所需管材、熱工焊接設(shè)備），并由甲方實(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。

 

5.2微波安裝桿海拔高度要求

對(duì)于遠(yuǎn)距離微波無(wú)線傳輸?shù)那樾?，我們需要考慮地球曲率以及無(wú)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(jì)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(shí)，傳輸鏈路仿真：

 

 

30.096公里時(shí)，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(jì)算時(shí)，微波信號(hào)余量：25+32+32-139.24=-50.24(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(zhǎng)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(shè)備系統(tǒng)圖

6.1 微波設(shè)備鏈路拓?fù)鋱D

 

6.2 拋物面天線安裝系統(tǒng)圖

 

設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝和固定要求說(shuō)明：

1、天線和微波設(shè)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(zhǎng)度1.5米；

2、支撐桿，建議立于與通信對(duì)端近的一面平臺(tái)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(tái)焊接或固定。