风电场风电机组通讯网络常遇问题.docx

 HYPERLINK   PAGE \* MERGEFORMAT - 7 - 自2000年开始， HYPERLINK /zt.asp?topic=%b7%e7%b5%e7%bb%fa%d7%e9 \o 风电机组新闻专题 \t /html_blank 风电机组大型化的发展趋势显著， HYPERLINK /zt.asp?topic=%b7%e7%b5%e7%b3%a1 \o 风电场新闻专题 \t /html_blank 风电场机组通讯的即时性、可靠性、稳定性变得更为重要。早期部分风电场使用的机组监控环网采用串口单环网通讯，如Mita机组采用IC500通讯，这种通讯方式可靠性不高，通讯速度慢，在环网中某一点出线故障即可影响整个环网通讯，造成环网通讯中断。因串口单环网存在不足之处，后期风电场通讯普遍采用了更加先进的工业以太网的双环网拓扑结构，然而由于种种原因风电场通讯故障依旧不断发生。本文首先介绍了风电场工业以太网双环网拓扑结构，进而对风电场机组通讯网络常遇问题及广播风暴的产生、交换机配置VLAN抑制广播风暴等进行了分析汇总，希望本文能对风电工作者有所裨益。 基于以太网风电场通讯网络的组成结构 1以太网 以太网是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术，它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环、FDDI和ARCNET。工业以太网是指应用到工业控制系统的以太网。 1风电场通讯网络的组成 风电场通讯网络分为风电机组内部通讯网络和风电场环网通讯网络，机组内部通讯网络主要由光端机、控制单元、机舱面板、多模光纤、管理型交换机、非管理型交换机、塔基面板、RJ45网线组成。 风电机组内部通讯采用50/125μm6芯多模光纤，主要考虑到的是机组内部通讯距离短，多模光纤价格经济、实惠。拓扑图详见图1。 风电场环网通讯网络主要由单模光纤连接塔基管理型交换机组成，此处采用单模光纤是因为风电机组通讯距离较远，单模光纤色散小，适用于远程通讯。见图2。 完整的风电场通讯网络图见图3。 目前风电场通讯网络存在的问题 风电场通讯质量的好坏严重影响风电场SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition数据采集与监视控制系统）的正常工作，更为风电场业主监盘、数据上传、AGC与AVC调度远控命令执行带来巨大问题。风电场技术人员通常是在风电机组通讯突然批量丢失或信号闪断时才紧急查找故障原因，由于风电现场技术人员对风电场通讯网络了解甚少，处理此类通讯故障便力不从心，故处理故障时间较久。 目前风电场通讯网络存在的问题主要有以下几点： 1.风电场在调试初期，通讯调试人员未严格按照风电场通讯环网图纸配置交换机IP地址，为现场管理交换机带来巨大困难。 2.由于塔基交换机可以即插即用，即使同一环网内网络冗余通讯协议不一致，也可以正常使用，但这却存在很大的安全隐患，极易引起广播风暴的产生。 3.核心交换机在出厂时是默认配置，风电现场未根据风电场实际情况配置vlan（虚拟局域网），导致广播可以在整个风电场内传播，从而发生广播风暴。 4.核心交换机网线未贴标签，十分混乱，为以后管理带来巨大麻烦。 5.部分风电场技术员胡乱混用单模、多模光纤，或混用交换机单模、多模端口，造成更加复杂的通讯故障。 6.交换机一般安装于塔基变频器内，在夏季因天气较热，变频器工作也会散热，交换机环境温度高达50℃至60℃，交换机长时间在高温条件下工作会发生数据丢包现象，此时应特别注意交换机散热问题。其中，现场遇到最棘手的问题是通讯网络发生广播风暴。 ２广播风暴的产生与避免 风电场通讯网络使用的是环形冗余双环网，由于其回路拓扑结构，本身就存在广播风暴的风险。风电场发生最大的通讯故障即是广播风暴。风电场交换机网络属于同一个广播域，广播会扩展到每一条线路、每一个节点，并且风电场网络中存在回路，广播封包会在回路中不停的循环，无限循环的结果，仅仅一个广播包就会消耗全部带宽，导致网络瘫痪。在图4中，一条广播就可以扩展到整个风电场网络。 正常情况下，风电场塔基管理型交换机均启用了RSTP（快速生成树协议），或者不同交换机厂家均启用了自己私有协议，如科洛理思JetNet交换机启用了RapidSuperRing协议，MOXA交换机启用了TurboRing协议，这些协议工作原理基本相似，均定义了一台RM管理者的交换机来侦测环的状态，如果环网是闭合的，RM管理者自判断并热阻塞一条路径，这条阻塞的路径作为备援通路，它也同时切断回路防止广播风暴产生。如果该环形通讯网络某处发生开路，备援通路将立即启用，