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        2021 IAS展
        工業以太網

        紅獅控制提供的工業級聯網解決方案

        -針對針對風電極端惡劣環境而設計

          2021年06月30日  

          

          不久前,風電領域的又一重大工程投入運行,直接引爆了整個資本市場。隨著大灣區首個大容量海上風電場項目——300MW珠海金灣海上風電場全容量并網發電,每年可提供清潔電能近8億千瓦時,與同等規模燃煤電廠相比,每年可節省標煤消耗約23萬噸、減少二氧化碳排放約46萬噸。

          這一項目只是中國碳達峰、碳中和戰略目標中的一個側影。據相關數據,風電建設仍需3倍速增加才能實現凈零排放目標。在全球實現“碳達峰、碳中和”目標的共識下,風電作為新能源主力軍之一,已經迎來了真正的“東風”。

          風電場聯網,一個工業直男的問題

          風電場的運行,網絡基礎設施的架構是重中之重。然而,與大多數工業環境一樣,風電場的運行環境通常不適合傳統的網絡設備。更具有挑戰的是,建設在偏遠無人地區的風電場還面臨著更加惡劣的室外環境,譬如溫度波動、濕度、震動、灰塵以及來自發電設備和高壓輸電線路的電磁干擾等等。顯然,那些被設計用于室內數據中心和標準商業級的網絡設備無法勝任。

          紅獅控制提供的工業級聯網解決方案,就是針對風電極端惡劣環境而設計的。

          除了應對室外場所特有的惡劣條件,工業交換機還需要提供高度確定的性能,這意味著數據需要盡快地從源頭到達目的地,這樣就能夠主動防止失敗,同時最大限度地延長正常運行時間。內置的冗余有助于消除意想不到的故障點,以免其對性能產生負面影響和增加維修費用,旨在保護基礎設施投資的工業級網絡可以支持多種拓撲結構和規模,以適應需求增加所帶來的設備增長。并且,它們還很容易部署和管理。

          基于冗余以太網架構的風電網絡拓撲結構

          頂級聯網設計,風中的承諾

          在對風電場進行聯網的時候,應考慮以下6個方面的設計方案要素,以優化風電場的部署和運行。

          電源冗余性

          與商用交換機不同,工業以太網交換機使用兩條冗余且獨立的供電連接,可以保護系統不受單點故障的影響。因此,理想的風電場的網絡配置應該將電路板級別的穩健設計與冗余式供電結合起來,以防止設備出現故障和造成停機時間,同時保護設備免遭雷電和浪涌電壓的沖擊。

          可擴展性

          隨著需求的增加,擴展能力對于風電場的有效和富有成效的運行是必不可少的 。通過環網配置,每個環上可支持多達250個交換機,其MTBF可達超過1,000,000小時,并可以輕松地擴展以滿足不斷變化的需求。

          支持多種光纖

          由于電力是由渦輪機產生,并通過塔內的電纜傳輸,因而塔內有相當大的電磁干擾。而光纖電纜不受電磁干擾的影響。重要的是,風電場應用的工業以太網交換機有三個或更多的光纖端口。每臺交換機上的多個光纖端口可提供兩個與冗余環網的連接,另外至少還有一個額外的光纖端口。這樣可以將光纖電纜鋪設到渦輪機頂部,以確保最大的抗電磁干擾能力和網絡正常運行時間。

          溫度等級

          功耗與溫度等級直接相關,這反過來又可能影響可靠性。根據地點和一年當中季節的不同,風力渦輪機組面臨的溫度波動可以從極熱到冰冷。工業交換機需要采用-40~75°C的寬溫設計。

          易于使用

          風電場運營商應選只需很少配置工作的開箱即用式工業交換機。這類交換機具備即插即用的能力,可以自動檢測網絡的變化,可以做到端口速率自動協商,MDI/MDIX自動交叉,TD/RD極性自動轉換。

          先進管理工具

          通過提供方便的配置和管理以及對關鍵網絡數據的實時訪問,先進的管理工具如組播和VLAN支持、重疊式VLAN、QoS、自動IGMP Snooping和DHCP有助于改進風電場的運行效率。

          紅獅控制公司的工業以太網聯網解決方案,正是滿足上述關鍵聯網設計要點的一流方案,為中國風電場的運行提供極其可靠而高效的網絡基礎,從而助力中國的碳達峰戰略目標的實現。

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