深山风场的通信底座：3600 台工业交换机，支撑塔筒状态在线监测预警 诺辰光通

        山地风电属于“看得见但是很难到达”的情况，风电机组分布在起伏的山坡之上，道路蜿蜒崎岖，每次对风机进行巡视都需要花费很大的代价，并且要走很长一段路来保证安全。

　　本项目为山地风电场建立集中式塔筒状态监控系统，在塔筒内安装了振动传感器、温度探测器、转速采集模块以及塔筒摄像机，并且可以及时地获取到风机的工作状况信息，然后把这些数据汇集起来送到远方的集中监控中心去，利用数据分析来提前预警可能出现的问题，从而避免出现故障后进行抢修而造成不必要的损失。所承载的所有感知数据传输的工作是由分批发货到现场的3600台加固型工业交换机完成的。

　　人们关心的是传感器和监测算法，并没有注意到风场通信所遇到的问题全部都在恶劣的现场环境以及无人操作带来的限制之中。

　　第一是自然环境对我们的影响。山区雷暴频发，感应雷很容易通过线缆进入到通信设备里面去，把交换机给打坏或者把整个监测链路给搞中断;风机转动不停，塔筒一直都在做高频次的振动，普通的交换机的网口很容易就会因为受力而出现松动或者虚焊的情况，这样一来二往之下就很难找到问题所在了。

　　第二就是运维方式存在冲突的问题。机位比较偏僻，不能经常地上去维修设备，整个系统就没人管了。一台交换机出问题之后，对应的风电机组所有的监控数据都会被切断，后台也就没有了判断的标准，所以状态预警机制也就随之失效了。

　　第三就是带宽和数据并发的压力了，几十台风机一起上传振动、温度、视频的数据流，大量的传感器报文不断地送到中心服务器处，如果没有对流量进行控制的话，那么突然间来的大量报文就会把所有的带宽都给堵死了，从而影响到整个系统的运行。

　　对于上述一组现场约束而言，整个组网方案并不是单纯的“把交换机安上”，而是在于根据实际情况来进行有针对性的设计：

　　采用带有锁扣加固网口、抗震导轨安装的工业交换机，并且内嵌有增强型防雷保护电路，在面对山区雷电和长时间震动的情况时可以避免端口松动以及因雷击造成的故障发生。

　　从拓扑结构来看，每台风机都形成了一个子环网，并且每个塔筒内部又可以形成一个独立的子环网，而多台风机再连接成整个风电场的主要环网。一旦单台风机的链路出现故障就会被自动隔离，在不影响其他风机工作的前提下使故障收敛可控。

　　运维方面依靠完整的远程管理能力：监控中心可以直接获取到设备的状态信息、远程关闭某个端口、下载指定时间段内的流量日志并进行批量更新、对整个网络进行固件升级等工作，并且对于大部分的链路故障都可以在不登录塔台的情况下进行定位和处理。

　　在流量策略方面开启广播风暴抑制、带宽限制以及对传感器报文进行约束以防止突发流量抢占主要带宽，并且可以利用宽压供电来改变变桨柜的供电环境，在链路断开的时候会把本地缓存的数据保存起来，在链路重新连接之后再开始上传数据，保证了监测数据不会丢失。

　　目前有3600台加固工业交换机被分批安装完毕，并且已经可以正常使用了。加固抗震设计，抵御住塔筒长时间连续振动带来的影响，解决网络接口松动导致的掉线问题;经过多次强降雨和雷暴天气的考验之后，通信线路仍然保持良好的工作状态。

　　远程运维可以大大减少登塔巡检的次数，并且降低了运维的成本，还免去了在山地进行巡塔的风险。塔筒振动、温度、转速以及视频等监测数据一直保持稳定的上传到后台，支持对风电机组的状态进行分析和提前报警，保证了风电场的安全运行。

　　该套通信底座可以满足风电行业的长期无人值守、高强度运行的要求，并且提高了风电场设备的数字化运维水平，降低了由于风机出现故障而造成的发电效率下降问题。