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1、引言
“现场无需布置通信线缆,施工成本低,可实现站内移动运维…”4G无线通讯应用于光伏电站中,似乎有很多不可替代的优点。然而,理想很丰满,现实却很骨感。光伏电站数据量大、监测节点多且相对分散、场内存在各种高压信号的干扰,诸多方面的原因给4G无线监控系统运行稳定性与可靠性带来了巨大的挑战,特别是调度可靠性。笔者对某西北光伏电站实地考察后发现:该100MW电站并网运行一年后,系统一个月仍然上报了60387条告警记录,其中30%以上为通讯故障,无独有偶,笔者近日在内蒙某光伏电站考察时同样发现了类似的现象。如果再考虑初始投资成本高、后期需要专业运维等不利因素,4G无线通讯,似乎又成了光伏电站应用中的一个噱头。
到底4G无线通讯监控方案优劣如何呢?笔者接下来以专业技术的角度带您揭开其庐山真面目吧!
2、光伏电站监控系统架构
光伏系统有线通讯方案与4G无线通讯方案系统拓扑如图1所示。
有线方案中,每个发电单元内部以光纤形式输出并组成环网,通过核心交换机将数据上传到监控中心,而4G无线通讯方案中电站内需要建一座无线基站,每个光伏单元通过无线与基站进行通信,基站内核心网设备再将无线信号转成有线信号上传至监控中心。
3、可靠性分析
►4G无线传输速率低,易受山丘等障碍物影响
光纤通讯容量大,传输速率可达10000Mbps,而4G无线方案可采用的通讯信道带宽最大仅为10MHz,理论通讯速率仅为40Mbps,因此,4G无线通讯的传输速度比有线通讯低很多。且无线网络易受建筑物、树木和其它障碍物等结构影响,阻碍电磁波的传输,不是所有的角落都能覆盖得到,比如山丘,只有通过自动降速以实现无线的无缝连接效果,保证接通,那就需损失传输速率!对于大型电站,占地面积比较大,最远端方阵的数传终端距离基站很远,信号传输过程中很容易丢失,造成通讯故障。因此,在大型荒漠电站或山丘电站中,为防止信号被遮挡影响通讯等原因,现场将无线接收基站安装在采集方阵中央,然后通过较长距离的光纤引至集控室,如图2所示。
图2 无线接收基站置于方阵中,信号通过光纤传输到集控室
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