海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)通常遠(yuǎn)離陸地，這給網(wǎng)絡(luò)覆蓋和數(shù)據(jù)回傳帶來(lái)了諸多難題。風(fēng)電場(chǎng)可能位于距離海岸線幾十甚至上百公里的海域，鋪設(shè)海底電纜不僅成本高昂，而且施工難度極大；海上風(fēng)電場(chǎng)面臨狂風(fēng)、暴雨、沙塵等惡劣天氣，這些天氣條件可能會(huì)影響無(wú)線信號(hào)的穩(wěn)定性；海上的電磁干擾也較為嚴(yán)重，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁干擾會(huì)對(duì)無(wú)線信號(hào)造成干擾；海上風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施配備為零，網(wǎng)絡(luò)覆蓋成為技術(shù)難點(diǎn)。由于遠(yuǎn)離陸地，公網(wǎng)信號(hào)無(wú)法覆蓋到風(fēng)電場(chǎng)，這使得風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等工作難以進(jìn)行。

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

  海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)對(duì)高效無(wú)線傳輸有著迫切的需求。一方面，風(fēng)電場(chǎng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行維修。視頻監(jiān)控可以提供直觀的圖像信息，幫助運(yùn)維人員了解風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況；另一方面，風(fēng)電場(chǎng)需要將采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)回傳到陸地控制中心，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策。這些數(shù)據(jù)包括風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、氣象數(shù)據(jù)等，對(duì)于提高風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行效率和安全性至關(guān)重要。

  可行的無(wú)線傳輸技術(shù)與方案

  （一）Mesh 無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)

     Mesh 無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)在海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中發(fā)揮著重要作用，能夠有效突破風(fēng)電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的困境。在風(fēng)電場(chǎng)中，風(fēng)機(jī)排布規(guī)則均勻，利用這一優(yōu)勢(shì)，在適當(dāng)數(shù)量的風(fēng)機(jī)上安裝自組網(wǎng)基站，通過(guò)自組網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無(wú)線覆蓋。各風(fēng)電場(chǎng)利用升壓站布置自組網(wǎng)基站，接入外網(wǎng)，同時(shí)部署獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)接入公網(wǎng)。

  這種技術(shù)具有多方面的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。首先，網(wǎng)絡(luò)支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、MESH 自組網(wǎng)，可廣泛應(yīng)用于各種固定點(diǎn)和移動(dòng)點(diǎn)的無(wú)線監(jiān)控視頻傳輸。在 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)互相連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有多條連接通道，形成一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)鏈路，抗毀性強(qiáng)。其次，自組網(wǎng)設(shè)備支持 802.11a/b/g/n 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，傳輸頻段為 2.4GHz，業(yè)務(wù)所需的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可通過(guò)無(wú)線直接接入通信網(wǎng)絡(luò)，方便快捷。此外，工作人員可以通過(guò)手持終端或者筆記本電腦直連接機(jī)艙 WiFi 信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信或檢查網(wǎng)絡(luò)鏈路，在運(yùn)維船及巡檢道路上，也可以通過(guò)手持中繼設(shè)備進(jìn)行WiFi 連接，整體實(shí)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)大部分區(qū)域的無(wú)線信號(hào)全覆蓋。

  （二）無(wú)線微波傳輸通訊

  無(wú)線微波傳輸在海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。其傳輸特點(diǎn)主要包括以空氣為媒介進(jìn)行通信傳輸，解決了有線方式施工搭建周期長(zhǎng)的問(wèn)題。對(duì)于大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，多個(gè)海洋平臺(tái)間的通信可做到隨裝隨用，靈活布設(shè)。

  在設(shè)備優(yōu)勢(shì)方面，動(dòng)中通海上無(wú)線通信無(wú)線微波視頻傳輸設(shè)備速率帶寬常規(guī)可達(dá) 300Mbps，往上可高達(dá) 1400Mbps，可根據(jù)不同項(xiàng)目要求靈活配置。相比衛(wèi)星通信的帶寬限制，具有極大的優(yōu)勢(shì)。此外，設(shè)備小型化、輕量化、高集成度，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，只需要一根網(wǎng)線進(jìn)機(jī)柜即可。

  其適用場(chǎng)景非常廣泛，特別適用于海上施工平臺(tái)、各類(lèi)工程施工船只、漁業(yè)船監(jiān)控上網(wǎng)、海上島嶼無(wú)線監(jiān)控視頻傳輸?shù)葓?chǎng)景。在海上風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控場(chǎng)景中，遼闊空曠的海洋環(huán)境為無(wú)線微波通信提供了優(yōu)良的傳輸條件。

  （三）動(dòng)中通自動(dòng)跟蹤船載監(jiān)控傳輸

  動(dòng)中通技術(shù)在海上通信中起著至關(guān)重要的作用。它具有自動(dòng)跟蹤功能，采用 5HzGPS 高速實(shí)時(shí)自動(dòng)姿態(tài)計(jì)算方法，根據(jù)預(yù)設(shè)目的地經(jīng)緯度定位數(shù)據(jù)和相對(duì)高度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn) 360 度水平連續(xù)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)和俯仰姿態(tài)調(diào)整。無(wú)論船體在不定姿態(tài)的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)中通無(wú)線微波自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)都可隨時(shí)對(duì)準(zhǔn)基接收端通信傳輸。

  在傳輸方面，動(dòng)中通通過(guò)集成高增益定向天線，搭載高速微波通訊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速、高鏈路帶寬通訊，具有更遠(yuǎn)的通訊距離和更好的通訊傳輸效果。相比傳統(tǒng)全向天線模式，具有高的天線增益。

  在成本優(yōu)勢(shì)方面，動(dòng)中通自動(dòng)跟蹤無(wú)線微波通信傳輸設(shè)備屬于一次性投資使用的特性，通信傳輸過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何的通信流量等費(fèi)用。在工程成本控制投入上有著極大的優(yōu)勢(shì)。

  海上風(fēng)力發(fā)電站監(jiān)控方案

  在海上風(fēng)力發(fā)電站中，運(yùn)維船舶與岸上監(jiān)控中心的無(wú)線傳輸系統(tǒng)搭建至關(guān)重要。每艘運(yùn)維船上搭設(shè) 1 臺(tái)大功率微波無(wú)線傳輸設(shè)備做數(shù)據(jù)發(fā)射。在視野相對(duì)開(kāi)闊的風(fēng)機(jī)上（或基座）搭設(shè) 2 臺(tái)大功率傳輸設(shè)備，其中一臺(tái)配置 1 組全向天線，用來(lái)接收運(yùn)輸船上數(shù)據(jù)，覆蓋區(qū)域 5 - 10KM 左右，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)位置情況增減覆蓋設(shè)備數(shù)量。另一臺(tái)配置高增益定向天線用于主干線回傳至岸上監(jiān)控中心。岸上監(jiān)控中心制高點(diǎn)搭設(shè)一臺(tái)大功率傳輸設(shè)備，同樣配置高增益定向天線，用于主干線數(shù)據(jù)接收。

  通過(guò)這樣一套獨(dú)立的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維船舶上的視頻監(jiān)控信號(hào)以及風(fēng)電站主機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳到指揮中心。在運(yùn)維船舶從碼頭出發(fā)前往海上風(fēng)電站途中，船舶上的監(jiān)控信號(hào)以及人員身上的數(shù)據(jù)信息也能實(shí)時(shí)回傳到指揮中心，確保了作業(yè)人員的人身安全和風(fēng)電設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，每個(gè)區(qū)域分別建立這樣的系統(tǒng)，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠。

  海上風(fēng)力發(fā)電視頻無(wú)線傳輸技術(shù)在整個(gè)海上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)中具有至關(guān)重要的地位。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還能及時(shí)將大量的數(shù)據(jù)回傳到陸地控制中心，為風(fēng)電場(chǎng)的高效管理和決策提供有力支持。