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海上风电场无线通信系统设计

发布时间：2023-03-10T03:29:54.213Z来源：《科技潮》2022年35期作者：靳丽娜

[导读]近年来，海上自然灾害和突发事件频发，海上风电场的安全运行及人员通信受到了严峻的考验。

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摘要：海上风电场升压站至陆上集控中心敷设至少1条海缆复合光缆，在光缆发生中断等无法通信的情况下，海上风电场的调度及生产

数据、语音、视频信号的传输就存在问题，为建立安全、可靠、有效的通信链路，通常在只有1条光缆的情况下，采用无线通信加安全接入

区的组网方案来补充完善海陆间通信。同时，海上升压站位于近海或深海区，气候及海洋环境恶劣，交通不便，与外界通信条件有限，故

需设置1套安全有效的无线应急通信方案，包括海上升压站与陆上集控中心间的无线语音通信、与周围船只的语音通信、站内人员的点对点

通信等，满足了海上升压站在紧急情况下的通信需求。

关键词：海上风电场；卫星通信；微波通信；无线应急通信；对空通信

前言

近年来，海上自然灾害和突发事件频发，海上风电场的安全运行及人员通信受到了严峻的考验。在海底光缆受损的情况下，要保证海

上升压站与陆上集控中心之间的通信至关重要，海陆间无线通信系统正是为应对这种情况而设计。海陆间无线应急通信更是在紧急、抢险

救灾情况下的通信和救援保障。

1海上风电场无线通信系统的组成

海上风电按照陆上“无人值班（少人值守）”和海上“无人值守”的运行管理方式设计和配置。海上风电场无线通信系统可分为：卫星通

信/微波通信系统、海上无线及应急通信系统、对空通信系统、以及蜂窝移动通信系统。

2卫星通信/微波通信系统

海上风电场升压站至陆上集控中心敷设至少1条海缆复合光缆，在光缆发生中断等无法通信的情况下，海上风电场的调度及生产数据、

语音、视频信号的传输就存在问题，为建立安全、可靠、有效的通信链路，通常在只有1条光缆的情况下，采用无线通信加安全接入区的组

网方案来补充完善海陆间通信。无线通信选用卫星通信或微波通信作为备用传输路由通道。在海缆复合光缆中断的情况下，卫星通信/微波

通信可实现海上升压站的数据回传、基本通信和系统的紧急启动和切断，为海上风电场提供备用通信链路。

海上风电场卫星通信系统包含陆上站和海上站，采用点对点的传输方式，目前VSAT卫星通信可采用的频段有：C波段（上行6GHz，下

行4GHz）、Ku波段（上行14GHz、下行12GHz）。Ku波段接收的天线口径小于C波段，便于接收的同时更适用于海上升压站紧凑型的布

置。

海上风电场微波通信系统包含陆上站和海上站，主要分为电路型和网络型（扩频微波）。考虑到海陆间传输距离、海面的多径干涉、

传输的稳定性、带宽的大小等因素，海上一般选用扩频微波型设备。在工程中为了减少海面干扰提高传输的稳定性，在陆地侧采用双极化

天线，海上升压站采用2面单极化天线，分别安装在不同高程，形成高度分集。在设备上应选择功率较大或尽可能提高天线增益，以提高系

统富裕度，从而保证传输的稳定性以提高传输性能。但扩频微波传输链路一般为单路IP模式，而海上升压站至陆地集控中心的业务量大且

各系统需独立组网，在使用扩频微波时，必须考虑不同业务的隔离、带宽管理和切换等问题。

表1海上无线通信方案对比

综上，考虑到海陆间传输距离、传输的可靠性、传输带宽及成本等因素，在近海传输时，可选择微波通信；在长距离深远海传输时，

可采用卫星通信，或采用加设微波中继站点的微波通信。

陆上站及海上站主要包括收发信机、室内外单元、控制台等。根据相关规定，海陆间监控系统通过无线形式传输时，需加装正反向隔

离及纵向加密装置。

图1海陆间卫星/微波通信系统

2无线及应急通信

海上风电场建设在近海或深海区域，气候及海洋环境差，交通不便，通信条件有限，无线应急通信系统能最大限度地完善海上遇险与

安全通信，为各类紧急状况提供及时有效的通信保障。海上升压站无线及应急通信包含：海上升压站平台内部通信、平台与周围附近工作

船只之间的通信、平台处于紧急情况下的应急通信。

海上升压站平台内部通信除了有线通信外，可选用UHF-FM特高频无线对讲系统，作为海上升压站各区域工作人员的语音通话方式。

UHF系统具有信号穿透性强，设备终端牢固、轻巧，可手持等优势。

平台与周围附近工作船只之间的通信主要由VHF（具备DSC功能）电台构成，用于近、中、远距离的海上遇险、紧急、安全及与周围

船只的