微波通信與運營商基站在揭陽前詹900MW海上風電施工期的應用

張現旺

摘 要：本文主要通過對微波通信技術及基站小區覆蓋優勢的分析，結合前詹海上風電的施工情況，來滿足施工期的實際通信需求。

關鍵詞：微波通信;基站;無線通信技術;電力通信;海上風電

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、微波通信技術的歷史

微波通信、光纖通信、衛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世紀初，西歐第一次成功的橫跨大西洋無線電波的通信實驗，開啟了無線通信技術的新紀元。初期，人們主要使用中長波來通信。短波通信從20世紀20年代初發現，一直到60年代衛星通信技術興起，它一直是國際遠距離通信的主要方式，并且在應急通信和軍事通信方面應用依舊很重要。國外發達國家的微波中繼通信在長途通信網中所占的比例高達50%以上。我國自1956年從東德引進第一套微波通信設備以來，經過仿制和自發研制過程，已經取得了很大的成就，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，在救災期間發揮了巨大作用。在當今世界的通信革命中，雖然隨著各通信技術長促進步，微波通信仍是最有發展前景的通信手段之一。

隨著我國通信技術現代化建設的發展，通信技術中的數字化以及信息化建設越來越廣泛，數字微波通信技術的研究也取得了新的成就。在現代通信技術中，微波通信占有非常重要的重要。近年來，微波通信在許多領域都得到了廣泛的應用，如移動通信、衛星通信等。微波的頻率非常高，凡是處于300MHz至300GHz頻段內的通信，都可稱之為微波通信。

微波通信于20世紀中期開始應用于實際生活當中，其能夠實現大容量通信，且建設速度較快，質量較高，通信過程穩定，維護便捷，在抗災性、移動性和靈活性方面具有光纖傳輸所無法比擬的優點， 這也是其優勢所在。由于上述優點，使其成為目前應用極為頻繁的傳輸方式。相比光纖通信以及衛星通信，微波通信的通信網更為容易建立，投資更小，即使處于山區、農村等較為偏僻的地區，也可以實現微波通信。

二、揭陽前詹風電海上風電施工期無線通信需求

廣東省揭陽市前詹風電900MW風電項目坐落于廣東省揭陽市惠來縣前詹鎮溝疏村沿海區域，發電場分三個海面區域：神泉一400MW、神泉二350MW、靖海150MW，三個海面區域各有一座海上升壓站，海上風機組發電通過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，可以通過微波實現無線傳輸，在陸上集控中心設立陸地站，海上升壓站安裝遠端站，一旦海上升壓站吊裝完成，柴發工作之后，海上升壓站的電力得到保障，微波設備可以正常運行。微波設備運行以后，接入傳輸PTN設備，運營商基站就可以正常開通。當然，微波在開通之后的應用不局限于作為基站的傳輸媒介，還有其他更多的應用，比如調度管理、視頻監控接入、信息管理、人員調動等等。今天著重談一下微波加基站的應用。

基站是運營商功能拓展由陸地走向海洋的必經之路，前期微波無線傳輸開通運營商基站，海上升壓站至陸上集控中心海纜敷設完成后，又可以利用光纖實現光纖傳輸來開通運營商基站，微波轉為應急備用。這種主備方案也符合海上風電安全生產的宗旨，是對人身和財產的一種安全保障。

基于以上微波通信技術配合運營商基站的優勢，揭陽前詹900MW海上風電在施工期運用微波通信技術是一個很合理的選擇：前期光電復合纜還沒有敷設，通過光纖通信技術是無法滿足建設期間的通信需求的。租用衛星通信，經濟性不高，而且帶寬有限。在地理位置上，海上風電通信區域都是在海上，環境條件上對微波技術的運用是有利的，可以在很少投入的前提下使用微波通信。在微波基礎上，開通運營商基站，做到全風場信號覆蓋，讓風電行業的調度、檢修、巡查得到通信保障，也是風電安全的一種重要保障。

三、具體實施方案（以神泉一及靖海為例）

神泉一400MW風電項目涉及海域約64km?，風機及35KV集電線路如圖三所示。

神泉一場內基站覆蓋如圖四所示：共分五個小區，海上升壓站安裝基站BBU，升壓站平臺安裝第一個小區RRU，RRU支持GSM和LTE雙制式，保證施工安裝簡易化，也節約安裝空間。其余四個小區分別接入作為二、三、四、五小區，設計覆蓋半徑約2.3公里，基本實現全場語音通話和數據傳輸。海上升壓站第一小區可以做升壓站三天線合路，二三四五小區在風機上直接安裝全向天線，滿足360度全方位信號覆蓋。

靖海150MW風電項目涉及海域約25km?，風機及35KV集電線路如圖五所示。

靖海場內基站覆蓋如圖六所示：共分兩個小區，海上升壓站安裝基站BBU，升壓站平臺安裝第一個小區RRU，RRU同樣支持GSM和LTE雙制式。第二個小區安裝在風機上，和神泉一同樣做360度覆蓋。

神泉二項目和以上兩者類似，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，實現全場運營商基站覆蓋，前期海上升壓站到陸上集控中心的220KV海纜未敷設就能過微波實現傳輸，后期海纜敷設完成后直接光纖接入，微波轉為應急備用方案，一旦220KV海纜出現問題，微波起用。

五、總結

海上風電從開始到現在，風電通訊技術方案越來越多，越來越完善，有很多新方案、新技術都是在探索當中，此文就是微波加基站方案在風電行業的探索，為實現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，夏天數目的樹葉、甚至是下雨，都會嚴重的影響無線回傳的效果。在國內的回傳，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40Gbps，甚至100Gbps的超寬帶，這對于微波傳輸來說，還是一種挑戰了同，相反，這種打缺點在海上風電行業卻是一種先天優勢，更適合微波技術的應用。