前言

风能作为一种洁净、可再生的新能源，近年来在发电领域得到广泛应用。风能作为风力发电的动力来源，风力大小和方向变化迅速，风电的输出电压、功率、频率波动较大，电力调度部门需要风力发电企业提供精确可靠的风电实时运行数据来进行合理调度，保障电网安全、平稳运行。对于风力发电企业来说，安全、可靠的通信网络是实现风电机组实时运行数据和实时气象数据精确采集的重要一环。

作为全球领先的信息与通信解决方案供应商，华为在ICT领域积累了丰富的经验，我们致力于为全球电力、政府、公共事业、金融、交通、能源、企业等行业客户提供全面、高效的ICT解决方案，帮助行业客户利用信息通信技术提升企业的核心竞争力。基于在电力通信领域的积累，我们推出了华为风电光纤组网xPON通信解决方案，帮助风力发电企业实现风电监控通信系统的高可靠及高安全，同时实现智能化、提高运营效率、降低运营成本。

华为风电xPON通信解决方案以xPON技术作为风机监控系统的数据上送、控制指令下发的通信方式，适应多变场景，帮助风力发电企业构建高可靠、高安全、高带宽的风电场光纤通信网络。

业务挑战

风电场监控系统通过网络与信息手段对风电场运行情况及生产运行数据进行实时采集和监控，实现对风场风力发电机组及场内变电站设备的集中综合控制，直接关系到风电场的安全生产及发电质量。由于各风电场建设时间不同，风电场网络通信差异也较大，但普遍存在如下挑战：

 整个风力发电场的发电业务受环境干扰较大，需要采集的各项数据众多，传统通信方式不足以支撑数据实时可靠的传送。

 风机监控系统建设时间不同，常出现需要低速接口设备接入光纤网络的情况，需配置接口转换设备，增加故障点与建设成本。

 风电场的物理环境一般较为苛刻，温度、雷击、电磁干扰等都极易造成网络故障，并直接影响生产业务的运行。

 风电场通信网络因为覆盖距离较远，维护困难。

解决方案

风电场以风能为发电动力，受自然环境影响较大，极易造成电压波动，需要大量实时的信息采集和及时的控制指令下发，因此对风电场通信网络的可靠性，安全性，带宽方面提出更高要求。华为公司在充分、全面考虑了安全可靠、业务多样、灵活组网、管理维护及成本控制等诸多因素的前提下，推出了基于xPON技术的风电通信网络解决方案，实现了PON、FE、RS232/485等多种数据接口，为风电场的实时生产监控提供了坚实的通信基础。

xPON通信网络拓扑可以采用环形、链型、树型等结构建设，可节省光纤投资，提高光纤资源利用率，适应风电场通信网络的延伸扩展；同时也保障了升压变电站到风电机组之间链路的1+1保护功能，实现50ms保护倒换。方案具有单纤双向高带宽业务承载，全程无源的特点，完全满足智能电网坚强可靠、经济高效、节能环保、透明开发、友好互动的要求，是风电场通信网络的最佳技术选择。

风电场xPON通信网络解决方案组网图如下：

图1 风电xPON通信方案组网图

图2 xPON数据流向图

其通信网络由以下四部分组成：

方案亮点

 高可靠的无源光网络：减少故障节点，支持主备倒换与独立双上行，有效保障风机监控系统所需的信息采集和指令下发；

 高效的网络结构：每个ONU接入节点直接与OLT设备通信，只承载单风机数据，有效避免网络拥塞；同时高效的Qos优先级管理可以有效保证风机控制等重要业务的正常运行；

 高带宽长距离：通信带宽最高可达1.25G，传输长度可以达20km，加强了整个风电xPON通信对业务的承载能力，可以有效支撑风电视频监控及其他高带宽业务的需要；

 丰富的通讯接口：同时支持以太网接口及RS232/RS485串口，减少接口转换设备，方便各种风机二次设备接入系统网络；

 工业级设备：电力行业专用工业级ONU设备，长期工作温度范围－40℃～＋85℃，电口、网口防6KV雷击，无风扇自然散热，支持最高防护等级IP68，满足风电场部署环境；

 组网方式灵活：xPON网络可根据风电场结构、风机位置灵活采用环形、树形、链形等方式组网，部署简单，易扩建，增加接入点不会对现网造成影响；

 易维护：全网设备均支持统一网管，可视化运维，快速故障定位，提高效率；

 高安全：支持防窃听、防MAC欺骗、IP访问控制等多种安全特性符合电力安全规范。