微波通信與運(yùn)營商基站在揭陽前詹900MW海上風(fēng)電施工期的應(yīng)用

張現(xiàn)旺

摘 要：本文主要通過對微波通信技術(shù)及基站小區(qū)覆蓋優(yōu)勢的分析，結(jié)合前詹海上風(fēng)電的施工情況，來滿足施工期的實(shí)際通信需求。

關(guān)鍵詞：微波通信;基站;無線通信技術(shù);電力通信;海上風(fēng)電

Abstract： This paper mainly analyzes the advantages of microwave communication technology and base station area coverage， combined with the construction of Qianzhan sea wind power， to meet the actual communication needs during the construction period.

Key words： microwave communication base station wireless communication technology power communication offshore wind power

一、微波通信技術(shù)的歷史

微波通信、光纖通信、衛(wèi)星通信是以通信媒介來分的主要三種通信方式，在不同的場景條件下各有利弊。20世紀(jì)初，西歐第一次成功的橫跨大西洋無線電波的通信實(shí)驗(yàn)，開啟了無線通信技術(shù)的新紀(jì)元。初期，人們主要使用中長波來通信。短波通信從20世紀(jì)20年代初發(fā)現(xiàn)，一直到60年代衛(wèi)星通信技術(shù)興起，它一直是國際遠(yuǎn)距離通信的主要方式，并且在應(yīng)急通信和軍事通信方面應(yīng)用依舊很重要。國外發(fā)達(dá)國家的微波中繼通信在長途通信網(wǎng)中所占的比例高達(dá)50%以上。我國自1956年從東德引進(jìn)第一套微波通信設(shè)備以來，經(jīng)過仿制和自發(fā)研制過程，已經(jīng)取得了很大的成就，在1976年的唐山大地震中，在京津之間的同軸電纜全部斷裂的情況下，六個(gè)微波通道全部安然無恙。九十年代的長江中下游的特大洪災(zāi)中，微波通信又一次顯示了它的巨大威力。08年汶川地震，微波通信展示了比光纖通信更便利的一面，在救災(zāi)期間發(fā)揮了巨大作用。在當(dāng)今世界的通信革命中，雖然隨著各通信技術(shù)長促進(jìn)步，微波通信仍是最有發(fā)展前景的通信手段之一。

隨著我國通信技術(shù)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，通信技術(shù)中的數(shù)字化以及信息化建設(shè)越來越廣泛，數(shù)字微波通信技術(shù)的研究也取得了新的成就。在現(xiàn)代通信技術(shù)中，微波通信占有非常重要的重要。近年來，微波通信在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，如移動通信、衛(wèi)星通信等。微波的頻率非常高，凡是處于300MHz至300GHz頻段內(nèi)的通信，都可稱之為微波通信。

微波通信于20世紀(jì)中期開始應(yīng)用于實(shí)際生活當(dāng)中，其能夠?qū)崿F(xiàn)大容量通信，且建設(shè)速度較快，質(zhì)量較高，通信過程穩(wěn)定，維護(hù)便捷，在抗災(zāi)性、移動性和靈活性方面具有光纖傳輸所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)， 這也是其優(yōu)勢所在。由于上述優(yōu)點(diǎn)，使其成為目前應(yīng)用極為頻繁的傳輸方式。相比光纖通信以及衛(wèi)星通信，微波通信的通信網(wǎng)更為容易建立，投資更小，即使處于山區(qū)、農(nóng)村等較為偏僻的地區(qū)，也可以實(shí)現(xiàn)微波通信。

二、揭陽前詹風(fēng)電海上風(fēng)電施工期無線通信需求

廣東省揭陽市前詹風(fēng)電900MW風(fēng)電項(xiàng)目坐落于廣東省揭陽市惠來縣前詹鎮(zhèn)溝疏村沿海區(qū)域，發(fā)電場分三個(gè)海面區(qū)域：神泉一400MW、神泉二350MW、靖海150MW，三個(gè)海面區(qū)域各有一座海上升壓站，海上風(fēng)機(jī)組發(fā)電通過35KV海纜到海上升壓站，再通過220KV海纜各自接到同一陸上集控中心。神泉一距陸上集控中心大約28公里，神泉二距離陸上集控中心大約24公里，靖海場距陸上集控中心大約35公里（詳見圖一及圖二）。工程前期海纜未敷設(shè)，可以通過微波實(shí)現(xiàn)無線傳輸，在陸上集控中心設(shè)立陸地站，海上升壓站安裝遠(yuǎn)端站，一旦海上升壓站吊裝完成，柴發(fā)工作之后，海上升壓站的電力得到保障，微波設(shè)備可以正常運(yùn)行。微波設(shè)備運(yùn)行以后，接入傳輸PTN設(shè)備，運(yùn)營商基站就可以正常開通。當(dāng)然，微波在開通之后的應(yīng)用不局限于作為基站的傳輸媒介，還有其他更多的應(yīng)用，比如調(diào)度管理、視頻監(jiān)控接入、信息管理、人員調(diào)動等等。今天著重談一下微波加基站的應(yīng)用。

基站是運(yùn)營商功能拓展由陸地走向海洋的必經(jīng)之路，前期微波無線傳輸開通運(yùn)營商基站，海上升壓站至陸上集控中心海纜敷設(shè)完成后，又可以利用光纖實(shí)現(xiàn)光纖傳輸來開通運(yùn)營商基站，微波轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用。這種主備方案也符合海上風(fēng)電安全生產(chǎn)的宗旨，是對人身和財(cái)產(chǎn)的一種安全保障。

基于以上微波通信技術(shù)配合運(yùn)營商基站的優(yōu)勢，揭陽前詹900MW海上風(fēng)電在施工期運(yùn)用微波通信技術(shù)是一個(gè)很合理的選擇：前期光電復(fù)合纜還沒有敷設(shè)，通過光纖通信技術(shù)是無法滿足建設(shè)期間的通信需求的。租用衛(wèi)星通信，經(jīng)濟(jì)性不高，而且?guī)捰邢?。在地理位置上，海上風(fēng)電通信區(qū)域都是在海上，環(huán)境條件上對微波技術(shù)的運(yùn)用是有利的，可以在很少投入的前提下使用微波通信。在微波基礎(chǔ)上，開通運(yùn)營商基站，做到全風(fēng)場信號覆蓋，讓風(fēng)電行業(yè)的調(diào)度、檢修、巡查得到通信保障，也是風(fēng)電安全的一種重要保障。

三、具體實(shí)施方案（以神泉一及靖海為例）

神泉一400MW風(fēng)電項(xiàng)目涉及海域約64km?，風(fēng)機(jī)及35KV集電線路如圖三所示。

神泉一場內(nèi)基站覆蓋如圖四所示：共分五個(gè)小區(qū)，海上升壓站安裝基站BBU，升壓站平臺安裝第一個(gè)小區(qū)RRU，RRU支持GSM和LTE雙制式，保證施工安裝簡易化，也節(jié)約安裝空間。其余四個(gè)小區(qū)分別接入作為二、三、四、五小區(qū)，設(shè)計(jì)覆蓋半徑約2.3公里，基本實(shí)現(xiàn)全場語音通話和數(shù)據(jù)傳輸。海上升壓站第一小區(qū)可以做升壓站三天線合路，二三四五小區(qū)在風(fēng)機(jī)上直接安裝全向天線，滿足360度全方位信號覆蓋。

靖海150MW風(fēng)電項(xiàng)目涉及海域約25km?，風(fēng)機(jī)及35KV集電線路如圖五所示。

靖海場內(nèi)基站覆蓋如圖六所示：共分兩個(gè)小區(qū)，海上升壓站安裝基站BBU，升壓站平臺安裝第一個(gè)小區(qū)RRU，RRU同樣支持GSM和LTE雙制式。第二個(gè)小區(qū)安裝在風(fēng)機(jī)上，和神泉一同樣做360度覆蓋。

神泉二項(xiàng)目和以上兩者類似，這里不再做表述。

四、微波通訊和光纖通訊切換

通過以上方案，實(shí)現(xiàn)全場運(yùn)營商基站覆蓋，前期海上升壓站到陸上集控中心的220KV海纜未敷設(shè)就能過微波實(shí)現(xiàn)傳輸，后期海纜敷設(shè)完成后直接光纖接入，微波轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用方案，一旦220KV海纜出現(xiàn)問題，微波起用。

五、總結(jié)

海上風(fēng)電從開始到現(xiàn)在，風(fēng)電通訊技術(shù)方案越來越多，越來越完善，有很多新方案、新技術(shù)都是在探索當(dāng)中，此文就是微波加基站方案在風(fēng)電行業(yè)的探索，為實(shí)現(xiàn)海上通訊陸地化提供一種解決方案。無線回傳的制約因素比較多，阻擋是無線回傳無法解決的問題，而且對于毫米波的無線回傳，夏天數(shù)目的樹葉、甚至是下雨，都會嚴(yán)重的影響無線回傳的效果。在國內(nèi)的回傳，將可能是光纖為主，無線為輔的形式。而在歐美這種光纖資源非常匱乏的國家，無線回傳的應(yīng)用可能就會更多一些了。不過對于5G的傳輸需求而言，無線回傳需要高達(dá)40Gbps，甚至100Gbps的超寬帶，這對于微波傳輸來說，還是一種挑戰(zhàn)了同，相反，這種打缺點(diǎn)在海上風(fēng)電行業(yè)卻是一種先天優(yōu)勢，更適合微波技術(shù)的應(yīng)用。