一、工程概況

海上風電項目位于某東部海域，總裝機容量400MW，配套建設一座220KV海上升壓站和一座陸上集控中心。華潤電力蒼南1#海上風電項目建成后，年上網電量約為12億千瓦時，每年可節約標煤約39萬噸，減排二氧化碳80萬噸，有利于優化產業結構，推進產業升級，加快區域經濟可持續發展。

（圖源于網絡）

 

微波傳輸通信系統，作為備用傳輸線路，在海纜光纖中斷（含通信設備）的異常狀態下，實現升壓站應急情況下數據的回傳、基本通信功能和緊急系統的啟動和關斷。為平臺的安全提供通信鏈路的保護。根據傳輸業務的不同種類，微波設備主要分為兩類：電路型設備（E1，STM-N-即微波SDH，Nx64K）和網絡型設備（微波擴頻）。前者大規模應用于陸地運營商網絡，也比較適合于變電站多業務的傳輸條件，但因抗干擾能力的不同，海面傳輸質量較差，業務經常出現中斷。后者中的部分設備，克服海面多徑干擾的能力較強，在適合條件下傳輸比較穩定，但因為傳輸的業務為網絡業務，在多業務使用中，應配套相應的網絡設備，實現不同業務的隔離、管理，避免因多業務混合造成對原有模式的影響。

 

二、微波備用設備建設的必要性

由于本風電場海上升壓站采用無人值班方式運行，在陸上220kV開關站對海上風電場進行實時遠程監控，海上升壓站內所有系統信息均采用光纖通道作為主通道進行傳輸，考慮海上升壓站平臺到陸上220kV開關站傳輸通道的可靠性，傳輸路由應多重冗余設計，根據項目冗余和可靠性的要求，在光纖傳輸為主的前提下，有必要建設微波備用傳輸通道作為風電場相關網絡設備與內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置1套微波通信設備，每套設備含微波網橋設備、單極化天線設備、路由器、網絡交換機等設備。微波采用擴頻微波作為傳輸設備，兩側海上升壓站分別采用兩面單極化天線，形成高度分集，以提高傳輸的穩定性。此方式的優點是克服海面多徑干涉的能力較強。從而結合已配置光纖通信通道和衛星應急備用通道實現海陸間多種通信方式并存，提高區域風電場通信可靠性。

 

四、微波備用鏈路建設后的系統鏈路結構

完善微波備用傳輸通道后的整體風電場的升壓站與陸上開關站之間的整體通訊鏈路，如下圖：

 

 

光纖通信正常下，數據傳輸整體鏈路圖：

 

如果有衛星通信系統，也可以在其它光纜微波故障情況下使用，并可按時段租用。

微波通信系統，也做為備用通道，僅在海上升壓站無法通過光纜傳輸數據至陸上控制中心的情況下，經過微波傳輸至中心站；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，也可以通過本升壓站傳輸數據至陸上集控中心站，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、微波設備架設部署的現場條件

5.1 微波安裝輔助立桿

在風電升壓站，微波設備安裝架設，需要一定的條件，通常需要在升壓站頂層平臺，靠近對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，長度建議在1.5米左右，鋼管應垂直與海平面，不得傾斜焊接。焊接立桿兩邊盡量遠離周邊其它無線電設施，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），互相面對面方向各自安裝一條輔助微波桿。

由于鋼管基礎的焊接工作，涉及到熱工作業，需向甲方申請（包含相關所需管材、熱工焊接設備），并由甲方實施和完成，全程施工需遵守升壓站平臺相關管理規定，施工時務必做好防火措施，相關人員嚴格依照勞保規范和和遵循安全相關措施。

 

5.2微波安裝桿海拔高度要求

對于遠距離微波無線傳輸的情形，我們需要考慮地球曲率以及無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，傳輸鏈路仿真：

 

 

30.096公里時，5.8GHz頻段的空間鏈路損耗為139.24dB;

微波發射功率按25dBm，海上升壓站按32dBi天線增益計算時，微波信號余量：25+32+32-139.24=-50.24(dB)，考慮到線摔、雨霧天氣的衰減預留10dB,信號抵達對端，完全可以獲得不低于-60dB的信號強度。

海面微波傳輸工程，點對點遠距離傳輸，雖然長距離傳輸海面反射可能會導致部分信號傳輸的不足，采用功率較大發射功率而且盡可能提高天線增益，以提高系統富裕度，保證傳輸的穩定性。

 

六、微波設備系統圖

6.1 微波設備鏈路拓撲圖

 

6.2 拋物面天線安裝系統圖

 

設備現場安裝和固定要求說明：

1、天線和微波設備支撐桿，采用熱鍍鋅或不銹鋼管材，壁厚不小于2.5mm圓管,長度1.5米；

2、支撐桿，建議立于與通信對端近的一面平臺頂部的欄桿外側，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焊接或固定。