研华工业交换机在风力发电中的应用

　　一、风电行业背景

　　随着国家对风电行业的扶持力度加大，风电产业发展迅猛。2007年中国大陆新增风电机组3155台，装机容量330.4万KW。与2006年当年新增装机133.7万KW相比，2007年当年新增装机增长率为147.1%。

　　2007年中国大陆累积风电机组6?69台，装机容量590.6WKW，风电场158个。分布在21个省市。于2006年累计装机259.9KW相比。2007年累计装机增长率为127.2%，提前3年实现国家《可再生能源法中长期发展规划》中提出的目标。

　　随着中国风电市场的快速增长以及风电机组制造商新秀的进入，中国风电机组供应市场的竞争格局也正在悄然发生变化。风电场开发商投资建设风电场的热情也空前高涨，中国风电装机容量将在2008年底再次超过人们预想而创下新的纪录！预计到2008年底，中国风电机组新增装机容量将达到730.4万千瓦，累计装机容量将达到1335.6万千瓦，新增装机容量增长率预计将达到111.71%。

　　国家制定的2020年风电装机3000万千万的目标，有望在2011年实现。到2020年，中国风电装机保守估计将达到8000万千瓦。

　　随着风力发电场的大量建设，风场信息化管理系统，风机远程监控系统也大量应用。这些系统应用环境恶劣，需要管理型宽温工业以太网交换机进行网络支持。近期国内一大型风机整机制造企业选择了研华EKI系列交换机作为其风场管理系统的主干网交换机。

　　二、风电领域对网络交换机的需求

　　1、风电应用环境恶劣，昼夜温差大，风沙严重，要求工作温度：-45～75℃存储温度：-45～85℃，存储湿度：0%～95%，无凝结。

　　2、电机控制系统电磁环境恶劣，需要工业交换机具有较强的抗电磁干扰能力、较长时间的平均无故障时间。

　　3、为了保障通信的可靠性，要求建立冗余的环网，具有较小的自愈时间。通信网络出故障时，能够平滑的切换到冗余备份线路。

　　4、为了保证远程监控的数据的安全性，交换机需要有全面的网络安全设置。

　　客户经过了全面的考察后最终选择了研华(Advantech)的EKI-6554SI和EKI-4654R作为风场管理系统以及风机远程监控系统网络架构交换机主干设备。

　　三、网络架构拓扑图

　　每个风机的塔基处安装一台研华的管理型冗余交换机EKI-7554SI，通过单模光纤连接构成一个冗余环网。同时监控中心内部每个环网的EKI-7554SI通过电口连接到研华24口网管型冗余千兆以太网交换机EKI-4654R。监控中心内部服务器，工程师站通过EKI-4654R构成局域网系统。

　　四、方案分析

　　根据风电行业即有其普遍性也有其特殊性，我们在组网方案中主要考虑以下几个方面：

　　1．系统设计充分考虑多个业务子系统的系统特点，技术上遵循先进性、实用性与成熟可靠性并重的原则，形成一整套功能齐全的组网解决方案。

　　2．能够满足风电场苛刻的物理环境，温度、防尘、电磁兼容性等要求

　　3．因网络规模庞大，组网方案采用清晰的多层结构，从最根本的网络结构设计上简化网络的维护及管理，实现故障点的快速分离及明确，确保系统的稳定运行。

　　4．组网方案自身必须具备一定的故障排除及快速自愈功能，能够针对设备故障、链路故障进行自我诊断及快速排除，并实时报警。

　　5．对网络进行人工维护、扩容、或故障修复时应该做到影响最小化，做到维护及扩容对系统运行无影响；故障修复只对相关网络设备的连接终端有一定的影响。

　　6．网络设备选择采用具备高实时性和稳定性的工业级设备

　　7．组网方案必须具备兼容性，能够无缝连接不同厂商的网络设备，具备高性价比。

　　考虑到工业现场对实时性要求，采用的是环网设计理念，避免单条链路故障对网络的影响。

　　五、研华方案的优势

　　研华工业级以太网交换机具有如下优越特性：

　　1、快速冗余

　　研华的工业以太网产品可以组成快速的冗余网络，使用研华独创的X-Ring协议，为您搭建可靠的工业网络，具有超快小于10毫秒的自愈时间。