一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统
阅读说明：本技术 一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统 (Offshore wind farm communication system capable of automatically switching microwave optical fiber communication ) 是由 谭任深 曾甫龙 谭江平 陈亮 汪少勇 徐龙博 何航 董英瑞 谭闻 张文鋆 夏莹 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统,包括中心站和至少一个与所述中心站对应的远端站；所述中心站设有中心服务器群,所述远端站设有远端服务器群；所述中心站及对应的远端站均设有微波通信组件、光传输设备以及具备切换功能的交换机；每一所述交换机分别连接本端的微波通信组件和光传输设备；所述中心站的交换机与所述中心服务器群连接,所述远端站的交换机与所述远端服务器群连接；所述中心站与所述远端站通过微波信号通信或光纤信号通信。本发明提供了一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统,能够实现光纤通信和微波通信系统的自动切换,实现通信的不间断,从而保证海上风电场的正常运行。(The invention discloses an offshore wind farm communication system with automatic microwave optical fiber communication switching function, which comprises a central station and at least one remote station corresponding to the central station; the central station is provided with a central server group, and the remote station is provided with a remote server group; the central station and the corresponding remote station are provided with a microwave communication assembly, optical transmission equipment and a switch with a switching function; each switch is respectively connected with the microwave communication assembly and the optical transmission equipment at the local end; the switch of the central station is connected with the central server group, and the switch of the remote station is connected with the remote server group; the central station and the remote stations communicate via microwave signals or fiber optic signals. The invention provides an offshore wind farm communication system capable of automatically switching microwave optical fiber communication, which can realize automatic switching of optical fiber communication and microwave communication systems and realize uninterrupted communication, thereby ensuring normal operation of an offshore wind farm.)
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统。
背景技术
近年来，风力发电技术在全球蓬勃发展。我国的风电场建设也发展迅速，目前已经成为全球风电装机容量最大的国家。随着陆上风电场和海上风电场的数量增加，对于风电场，特别是海上风电场的无线通信系统的需求日益增加。
目前，海上风电场主要的通信方式为光纤通信，风机和升压站的数据通过海底复合海缆中的光纤通信，将数据传输到陆上集控中心。风机和升压站为无人值守，运行人员在陆上集控中心进行集中监控。
然而，海底复合海缆近几年故障不断，有的因外力船舶抛锚拖拽、洋流冲刷等外力导致损坏，也有的因海缆接地不良、固定不佳等施工问题造成损坏，也有海缆存在质量问题，给风电场造成了巨大的损失。由于通信数据均通过光纤传输，十分依赖于海底电缆。当海缆故障时，海上升压站和风机的数据无法传输到陆上集控中心上来，同时海上的人员也无法通过正常通信方式与陆上取得联系。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统，能够实现光纤通信和微波通信系统的自动切换，当光纤通信损坏时，可以自动切换到微波通信系统，实现通信的不间断，从而保证海上风电场的正常运行。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统，其特征在于，包括中心站和至少一个与所述中心站对应的远端站；所述中心站设有中心服务器群，所述远端站设有远端服务器群；
所述中心站及对应的远端站均设有微波通信组件、光传输设备以及具备通信通道切换功能的交换机；每一所述交换机分别连接本端的微波通信组件和光传输设备；
所述中心站的交换机与所述中心服务器群连接，所述远端站的交换机与所述远端服务器群连接；
所述中心站与所述远端站通过各自的微波通信组件相互传输微波信号以建立微波通信链路，或者，所述中心站的光传输设备与所述远端站的光传输设备通过光纤连接以建立光纤通信链路。
作为优选方案，所述交换机采用的主通信方式为光纤通信，备用通信方式为微波通信。
作为优选方案，所述交换机执行以下操作：
判断交换机所连接的通信信号是否正常；
当检测到光信号正常时，通过光传输设备将待传输的数据转换成光信号，并且通过光纤传输到另一端的光传输设备；
当检测到光信号异常时，将待传输的数据通过微波通信组件以微波信号形式向外发射或通过微波通信组件接收外部微波信号并转换成接收数据。
作为优选方案，所述微波通信组件包括相连接的室外单元和室内单元；
设置在中心站的微波通信组件还包括双极化天线；所述双极化天线与设置在中心站的室外单元连接；
设置在远端站的微波通信组件还包括V极单极化天线和H极单极化天线；所述V极单极化天线和所述H极单极化天线均连接至设置在远端站的室外单元。
作为优选方案，所述中心服务器群包括海上风电场综合自动化系统服务器；所述远端服务器群包括升压站综合自动化系统服务器。
作为优选方案，所述中心服务器群和所述远端服务器群，均包括风机主控系统与辅控系统的服务器。
作为优选方案，所述微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统的子系统包含电能量采集系统、直流与UPS系统、故障录波系统、风功率预测系统、海事通讯系统、火灾报警系统、设备状态运行监视系统，并且通过中心服务器群和/或远端服务器群实现各子系统的数据传输功能。
作为优选方案，所述中心站和所述远端站均设有用于向通信设备供电的备用蓄电池。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明提供一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统，包括中心站和至少一个与所述中心站对应的远端站；所述中心站设有中心服务器群，所述远端站设有远端服务器群；所述中心站和所述远端站通过微波通信组件实现微波通信，或者通过光纤连接的光传输设备实现光纤通信；所述中心服务器群或所述远端服务器群的数据通过交换机，选择微波通信方式或光纤通信方式，将数据传输到对应端。因此，即使光纤通信异常，本发明技术方案通过所述交换机将当前通信方式切换为微波通信，实现通信的不间断，从而保证海上风电场的正常运行。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统的结构图；
图2是本发明实施例中的一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统的作为中心站的陆地集控中心的微波通信组件模块连接示意图；
图3是本发明实施例中的一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统的作为远端站的海上升压站的微波通信组件模块连接示意图；
图4是本发明实施例中的一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统的系统运行示意图；
其中，11、中心站；12、远端站；21、中心服务器群；22、远端服务器群；3、微波通信组件；4、光传输设备；5、交换机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明提供一种示例性实施例，一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统，包括中心站11和至少一个与所述中心站11对应的远端站12；所述中心站11设有中心服务器群21，所述远端站12设有远端服务器群22；
所述中心站11及对应的远端站12均设有微波通信组件3、光传输设备4以及具备通信通道切换功能的交换机5；每一所述交换机5分别连接本端的微波通信组件3和光传输设备4；
具体地，所述光传输设备4为SDH光传输设备。
所述中心站11的交换机5与所述中心服务器群21连接，所述远端站12的交换机5与所述远端服务器群22连接；
可以理解的是，所述中心服务器、所述远端服务器群22都通过网线方式接入到所述交换机5。
所述中心站11与所述远端站12通过各自的微波通信组件3相互传输微波信号以建立微波通信链路，或者，所述中心站11的光传输设备4与所述远端站12的光传输设备4通过光纤连接以建立光纤通信链路。
在本实施例中，所述微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统，通常由1个中心站11，1个或多个远端站12构成，中心站11为陆上集控中心，远端站12为海上升压变电站。
所述中心站11和所述远端站12均设有用于向通信设备供电的备用蓄电池。
所述交换机5采用的主通信方式为光纤通信，备用通信方式为微波通信。
在本实施例中，海上风电场海底光纤传输故障时，微波通信系统可传输海上升压站的综合自动化系统，传输的数据量在100M以上。
所述交换机5执行以下操作：
判断交换机5所连接的通信信号是否正常；
当检测到光信号正常时，通过光传输设备4将待传输的数据转换成光信号，并且通过光纤传输到另一端的光传输设备4；
当检测到光信号异常时，将待传输的数据通过微波通信组件3以微波信号形式向外发射或通过微波通信组件3接收外部微波信号并转换成接收数据。
请参见图3、4，所述微波通信组件3包括相连接的室外单元和室内单元；
设置在中心站11的微波通信组件3还包括双极化天线；所述双极化天线与设置在中心站11的室外单元连接；
设置在远端站12的微波通信组件3还包括V极单极化天线和H极单极化天线；所述V极单极化天线和所述H极单极化天线均连接至设置在远端站12的室外单元。
可以理解的是，陆上集控中心中心站11设备应配置：V/H双极化天线、室内接入单元、室外发射单元、网络交换机、直流电源等设备。海上升压站远端站12设备应配置：V/H单极化天线、室内接入单元、室外发射单元、网络交换机、直流电源等设备。
中心站11及远端站12的室外单元以及所述双极化天线、所述V极单极化天线、所述H极单极化天线均布置在室外。
陆上集控中心中心站11的天线应布置在建筑物顶层，天线朝向远端站12方位应无遮挡，其余设备应布置在陆上集控中心继电器室内。海上升压站远端站12的天线应布置在海上升压站顶层，天线朝向中心站11天线方位应无遮挡，其余设备应布置在海上升压站继电器室内。海上升压站天线挂高设计应考虑潮汐高度变化。
所述中心服务器群21包括海上风电场综合自动化系统服务器；所述远端服务器群22包括升压站综合自动化系统服务器。
所述中心服务器群21和所述远端服务器群22，均包括风机主控系统与辅控系统的服务器。
所述微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统的子系统包含电能量采集系统、直流与UPS系统、故障录波系统、风功率预测系统、海事通讯系统、火灾报警系统、设备状态运行监视系统，并且通过中心服务器群21和/或远端服务器群22实现各子系统的通信功能。
请参见图4，在具体实施本技术方案时，以光纤通信方式作为主要通信方式，微波通信方式作为备用通信方式。
当光纤正常时，海上升压站的交换机5采集数据，通过SDH设备传输送到陆上集控中心的SDH设备，再通过交换机5将海上升压站相关系统的数据传输到陆上的综合自动化系统服务器、风机主控系统与辅控系统服务器、电能量采集系统、直流与UPS系统、故障录波系统、风功率预测系统、海事通讯系统、火灾报警系统、设备状态运行监视系统等系统服务器。
当光纤故障或光传输设备故障时，海上升压站核心交换机5检测到通过光纤传输方式不可行时，会自动切换到微波通信方式，微波通信设备也连接到交换机5设备上，光纤通信方式无法传输数据时，可以通过微波通信设备来传输综合自动化系统服务器、风机主控系统与辅控系统服务器、电能量采集系统、直流与UPS系统、故障录波系统、风功率预测系统、海事通讯系统、火灾报警系统、设备状态运行监视系统等系统服务器的数据。
本发明提供一种微波光纤通信自动切换的海上风电场通信系统，包括中心站11和至少一个与所述中心站11对应的远端站12；所述中心站11设有中心服务器群21，所述远端站12设有远端服务器群22；所述中心站11和所述远端站12通过微波通信组件3实现微波通信，或者通过光纤连接的光传输设备4实现光纤通信；所述中心服务器群21或所述远端服务器群22的数据通过交换机5，选择微波通信方式或光纤通信方式，将数据传输到对应端。因此，即使光纤通信异常，本发明技术方案通过所述交换机5将当前通信方式切换为微波通信，实现通信的不间断，从而保证海上风电场的正常运行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。