風(fēng)電行業(yè)推薦網(wǎng)絡(luò)解決方案

風(fēng)電行業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)北京東土科技股份有限公司推薦網(wǎng)絡(luò)解決方案北京東土科技股份有限公司二零一二年二月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 業(yè)務(wù)需求描述 2\o"CurrentDocument"1.1風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)概述 3\o"CurrentDocument"1.1.1風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng) 3\o"CurrentDocument"變電站監(jiān)控系統(tǒng) 3\o"CurrentDocument"1.1.3視頻/安防系統(tǒng) 4\o"CurrentDocument"風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求 4\o"CurrentDocument"1.2.1可靠性 4\o"CurrentDocument"1.2.2實(shí)時(shí)性 5\o"CurrentDocument"1.2.3環(huán)境適應(yīng)能力 5\o"CurrentDocument"二、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選型原則及設(shè)計(jì)思想 5\o"CurrentDocument"三、 風(fēng)電網(wǎng)絡(luò)解決方案介紹 6\o"CurrentDocument"3.1方案一 6\o"CurrentDocument"3.1.1方案詳細(xì)介紹 6\o"CurrentDocument"DT-Ring工作原理： 7\o"CurrentDocument"3.1.3方案優(yōu)勢(shì)說(shuō)明 103.1.3.1 高安全性 10高效率 10高可靠 103.1.3.4 易維護(hù)管理 10\o"CurrentDocument"3.2方案二 11、業(yè)務(wù)需求描述1?1風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)概述風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及場(chǎng)內(nèi)變電站的設(shè)備運(yùn)行情況及生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控，使監(jiān)控中心能夠及時(shí)準(zhǔn)確地了解風(fēng)電場(chǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行狀況。風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括三部分內(nèi)容：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)A風(fēng)機(jī)機(jī)頭控制系統(tǒng)場(chǎng)內(nèi)變電站監(jiān)控系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)視頻/安防系統(tǒng)1?1?1風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)用于控制機(jī)組運(yùn)行、故障處理及機(jī)組的起、停等操作，監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行情況，集中接收各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)。主要功能如下所示：實(shí)時(shí)多任務(wù)面向網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的人機(jī)聯(lián)系及畫面顯示。遠(yuǎn)方操作報(bào)表功能測(cè)點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)報(bào)警功能統(tǒng)計(jì)查詢功能檔案管理和數(shù)據(jù)分析操作票生成1?1?2變電站監(jiān)控系統(tǒng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)綜合所有功能，應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)和數(shù)字化信息傳輸技術(shù)，將風(fēng)電場(chǎng)變電站相互有關(guān)聯(lián)的各部分總成為一個(gè)有機(jī)的整體，用以完成從升壓站安全監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)方監(jiān)視調(diào)度控制到單個(gè)點(diǎn)和多個(gè)點(diǎn)的操作處理。其功能為：數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸控制與調(diào)節(jié)人機(jī)聯(lián)系事件記錄處理事故追憶處理報(bào)警處理報(bào)表功能1.1.3視頻/安防系統(tǒng)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像監(jiān)控也由模擬視頻監(jiān)控發(fā)展到數(shù)字圖像監(jiān)控。遠(yuǎn)程數(shù)字圖像監(jiān)控至關(guān)重要的環(huán)節(jié)是圖像遠(yuǎn)程傳輸，數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)的日益成熟使基于低成本的圖像遠(yuǎn)程傳輸實(shí)際可行，因此遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控具有非常廣泛的應(yīng)用前途。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，將逐步向無(wú)人/少人值守的方向發(fā)展，為了直觀、具體地了解無(wú)人值守現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的情況，采用遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)將具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控一般不僅僅給生產(chǎn)管理部門提供生動(dòng)的實(shí)時(shí)圖像，還具有遠(yuǎn)程控制、報(bào)警記錄等多種功能，可以與傳統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備結(jié)合應(yīng)用，提高整體的功能。其主要功能為：通過(guò)圖像監(jiān)控、安防系統(tǒng)，保護(hù)變電站設(shè)備及風(fēng)機(jī)設(shè)備的安全。通過(guò)圖像監(jiān)控結(jié)合遠(yuǎn)程和本地人員操作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，避免誤操作。通過(guò)圖像監(jiān)控、燈光聯(lián)動(dòng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)作用。配合其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等）的工作。1.2風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求通信網(wǎng)絡(luò)的根本任務(wù)是解決風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息交換，而網(wǎng)絡(luò)是不可或缺的功能載體，那么構(gòu)建一個(gè)可靠、實(shí)時(shí)、高效的網(wǎng)絡(luò)體系是通信系的關(guān)鍵之一。通信網(wǎng)絡(luò)的性能要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.2.1可靠性由于電力生產(chǎn)的連續(xù)性和重要性，通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是第一位的，應(yīng)避免一個(gè)裝置損壞導(dǎo)致通信中斷。特別是數(shù)字、圖像信息的多媒體技術(shù)的應(yīng)用，我們會(huì)更加依賴通信網(wǎng)絡(luò)，因此，一個(gè)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)是首要條件。1.2.2實(shí)時(shí)性因測(cè)控?cái)?shù)據(jù)、保護(hù)信號(hào)、遙控命令等都要求實(shí)時(shí)傳送，雖然正常工作時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)流不大，但出現(xiàn)故障時(shí)要傳送大量的數(shù)據(jù)，要求信息能在通信網(wǎng)絡(luò)上快速傳送。1.2.3環(huán)境適應(yīng)能力風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境惡劣，長(zhǎng)年風(fēng)沙嚴(yán)重，晝夜、冬夏溫差大，要求交換機(jī)工作溫度范圍較寬，擁有較高的防護(hù)等級(jí)。在風(fēng)場(chǎng)中存在非常強(qiáng)的電磁干擾，要求設(shè)備擁有極強(qiáng)的抗電磁干擾能力。二、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選型原則及設(shè)計(jì)思想結(jié)合業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)具體思想為各種業(yè)務(wù)負(fù)載能達(dá)到均衡傳輸、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)安全可靠的原則。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型原則如下：硬件可靠性原則，根據(jù)該項(xiàng)原則，系統(tǒng)的電磁兼容性、系統(tǒng)的溫度濕度特性符合IEC61850-3規(guī)范的相關(guān)要求。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性原則，充分考慮未來(lái)的升級(jí)和換代的可能性，按照符合IEC61850協(xié)議對(duì)交換機(jī)的基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型。抑制廣播風(fēng)暴源數(shù)據(jù)的原則，網(wǎng)絡(luò)中有多種數(shù)據(jù)類型可能導(dǎo)致廣播風(fēng)暴，如未知的單播數(shù)據(jù)、未知的組播數(shù)據(jù)、廣播數(shù)據(jù)等，系統(tǒng)的廣播擬制功能應(yīng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)類型分別進(jìn)行抑制，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)性能的可靠性。廣播域最小的原則，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?。一個(gè)子系統(tǒng)由于某種原因出現(xiàn)廣播風(fēng)暴，不會(huì)影響到其他子系統(tǒng)的通信。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性原則：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有全線速轉(zhuǎn)發(fā)的能力，能保障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在小于10ms或甚至4ms的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)操作。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)冗余或系統(tǒng)快速恢復(fù)的原則：網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)應(yīng)具有鏈路冗余的功能，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)意中相成環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，能快速的把網(wǎng)絡(luò)分解成邏輯的鏈型結(jié)構(gòu)，保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性?；蛘咛峁┉h(huán)行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)某點(diǎn)故障時(shí)，系統(tǒng)能快速恢復(fù)。根據(jù)以上幾個(gè)原則，在本系統(tǒng)中選用北京東土科技股份有限公司高性能工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。三、風(fēng)電網(wǎng)絡(luò)解決方案介紹3.1方案一3.1.1方案詳細(xì)介紹此方案介紹了風(fēng)電主流組網(wǎng)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)采用核心和骨干環(huán)網(wǎng)層兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架，主要傳輸業(yè)務(wù)有電力SCADA、在線震動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)、機(jī)頭變槳控制系統(tǒng)等，在每個(gè)風(fēng)機(jī)的塔筒底部放置工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，環(huán)網(wǎng)設(shè)備及核心設(shè)備通過(guò)100M光纖互聯(lián)，核心機(jī)房由兩臺(tái)東土工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)SIC0M3024組成，實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)冗余，分擔(dān)了設(shè)備負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)流量，提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性。每個(gè)風(fēng)機(jī)內(nèi)由SIC0M3005工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成多個(gè)百兆余環(huán)網(wǎng)，每個(gè)環(huán)網(wǎng)通過(guò)物理相隔離提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，環(huán)網(wǎng)交換機(jī)啟用DT-Ring快速環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議，保障了網(wǎng)絡(luò)的無(wú)擾切換，網(wǎng)絡(luò)自愈時(shí)間小于50ms，在環(huán)網(wǎng)中啟用交換機(jī)的VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)虛擬局域網(wǎng)絡(luò)功能，將電力SCADA、在線震動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)、機(jī)頭變槳控制系統(tǒng)等業(yè)務(wù)隔離，防止業(yè)務(wù)的廣播風(fēng)暴產(chǎn)生影響其他業(yè)務(wù)，并將交換機(jī)各業(yè)務(wù)接入端口(交換機(jī)使用端口)采用東土的廣播風(fēng)暴抑制功能，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中“有效數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)效數(shù)據(jù)隔離”的功能，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。同時(shí)采用QOS(QualityofService)服務(wù)質(zhì)量功能，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)級(jí)別對(duì)交換機(jī)的接入端口進(jìn)行帶寬分配，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝浴＞W(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D所示

SICCW024.ISICCW024.SICOM^OOBTOC\o"1-5"\h\zI I1百兆光纖I! i1百兆雙絞線：I I北京東十科技股份有限公3.1.2DT-Ring工作原理:北京東十科技股份有限公工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)在惡劣環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和實(shí)時(shí)性。其工作原理如下，物理連接上成環(huán)型，工作時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成鏈狀結(jié)構(gòu)，有一段是不傳輸數(shù)據(jù)，只傳輸硬件間的數(shù)據(jù)流，用來(lái)相互通知各自的狀態(tài)給其他設(shè)備。環(huán)上的每一個(gè)設(shè)備都知道并隨時(shí)通知其他設(shè)備自己的狀態(tài)。一旦有一段網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，臨近交換機(jī)會(huì)馬上通知其他交換機(jī)，極短的時(shí)間內(nèi)這一信息就會(huì)傳遍全網(wǎng)。作為“根”的交換機(jī)就會(huì)實(shí)行切換，就是原來(lái)沒(méi)有數(shù)據(jù)通過(guò)的那段鏈路馬上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。整個(gè)切換時(shí)間包括光纖鏈路切換時(shí)間和交換機(jī)之間MAC地址學(xué)習(xí)時(shí)間，總時(shí)間小于50毫秒。切換后整個(gè)網(wǎng)絡(luò)還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)冗余。當(dāng)損壞的網(wǎng)絡(luò)修復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。所以如果在系統(tǒng)工作時(shí)交換機(jī)的連接介質(zhì)發(fā)生故障，環(huán)形結(jié)構(gòu)將在小于50ms時(shí)間內(nèi)切換網(wǎng)絡(luò)工作拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。不影響整個(gè)系統(tǒng)的工作，從而保證了系統(tǒng)的可靠性。而且在同樣的冗余度下，冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)不僅減少了風(fēng)險(xiǎn)的集中，更降低了實(shí)現(xiàn)成本。可以靈活的與其他網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接入，良好的安全特性能夠保證數(shù)據(jù)安全傳輸。東土科技工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)光纖環(huán)網(wǎng)工作原理圖如下：圖1-11.網(wǎng)絡(luò)初始，物理上成環(huán)形。圖1-22.數(shù)據(jù)流在邏輯上是鏈狀拓?fù)?，在根?jié)點(diǎn)一端有一段熱備份鏈路。圖1-33.硬件間傳送DT-ring協(xié)議數(shù)據(jù)流，用來(lái)相互通知各自的狀態(tài)給其他設(shè)備。圖1-44.環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障鏈路，啟用熱備份鏈路，業(yè)務(wù)在50ms內(nèi)恢復(fù)正常。圖1-5故障光纜恢復(fù)正常，業(yè)務(wù)恢復(fù)到初始狀態(tài)。3.1.3方案優(yōu)勢(shì)說(shuō)明3?1?3?1高安全性提供完整的安全體系結(jié)構(gòu)，在各個(gè)環(huán)節(jié)均采用冗余技術(shù)東土私有環(huán)網(wǎng)協(xié)議DT-Ring、QOS、廣播風(fēng)暴抑制、VLAN、等安全措施，確保網(wǎng)絡(luò)的安全性。3?1?3?2高效率提供高品質(zhì)的QOS(QualityofService)服務(wù)質(zhì)量，為不同的業(yè)務(wù)提供不同的優(yōu)先級(jí)服務(wù)，QOS可根據(jù)端口的優(yōu)先級(jí)來(lái)設(shè)置端口的帶寬，保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高效率傳送，對(duì)對(duì)應(yīng)端口的業(yè)務(wù)進(jìn)行帶寬設(shè)置。3.1.3.3高可靠設(shè)備支持高可靠的DT-Ring快速冗余技術(shù)，共品質(zhì)的工藝設(shè)計(jì)，設(shè)備自身機(jī)殼采用東土專利鋁制機(jī)箱散熱表面設(shè)計(jì)，無(wú)風(fēng)扇，防護(hù)等級(jí)為IP40,設(shè)備支持工業(yè)四級(jí)抗電磁干擾性和電磁兼容性，支持冗余電源。3?1?3?4易維護(hù)管理

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