微波通信与运营商基站在揭阳前詹900MW海上风电施工期的应用

张现旺

摘 要：本文主要通过对微波通信技术及基站小区覆盖优势的分析，结合前詹海上风电的施工情况，来满足施工期的实际通信需求。

关键词：微波通信;基站;无线通信技术;电力通信;海上风电

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、微波通信技术的历史

微波通信、光纤通信、卫星通信是以通信媒介来分的主要三种通信方式，在不同的场景条件下各有利弊。20世纪初，西欧第一次成功的横跨大西洋无线电波的通信实验，开启了无线通信技术的新纪元。初期，人们主要使用中长波来通信。短波通信从20世纪20年代初发现，一直到60年代卫星通信技术兴起，它一直是国际远距离通信的主要方式，并且在应急通信和军事通信方面应用依旧很重要。国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达50%以上。我国自1956年从东德引进第一套微波通信设备以来，经过仿制和自发研制过程，已经取得了很大的成就，在1976年的唐山大地震中，在京津之间的同轴电缆全部断裂的情况下，六个微波通道全部安然无恙。九十年代的长江中下游的特大洪灾中，微波通信又一次显示了它的巨大威力。08年汶川地震，微波通信展示了比光纤通信更便利的一面，在救灾期间发挥了巨大作用。在当今世界的通信革命中，虽然随着各通信技术长促进步，微波通信仍是最有发展前景的通信手段之一。

随着我国通信技术现代化建设的发展，通信技术中的数字化以及信息化建设越来越广泛，数字微波通信技术的研究也取得了新的成就。在现代通信技术中，微波通信占有非常重要的重要。近年来，微波通信在许多领域都得到了广泛的应用，如移动通信、卫星通信等。微波的频率非常高，凡是处于300MHz至300GHz频段内的通信，都可称之为微波通信。

微波通信于20世纪中期开始应用于实际生活当中，其能够实现大容量通信，且建设速度较快，质量较高，通信过程稳定，维护便捷，在抗灾性、移动性和灵活性方面具有光纤传输所无法比拟的优点， 这也是其优势所在。由于上述优点，使其成为目前应用极为频繁的传输方式。相比光纤通信以及卫星通信，微波通信的通信网更为容易建立，投资更小，即使处于山区、农村等较为偏僻的地区，也可以实现微波通信。

二、揭阳前詹风电海上风电施工期无线通信需求

广东省揭阳市前詹风电900MW风电项目坐落于广东省揭阳市惠来县前詹镇沟疏村沿海区域，发电场分三个海面区域：神泉一400MW、神泉二350MW、靖海150MW，三个海面区域各有一座海上升压站，海上风机组发电通过35KV海缆到海上升压站，再通过220KV海缆各自接到同一陆上集控中心。神泉一距陆上集控中心大约28公里，神泉二距离陆上集控中心大约24公里，靖海场距陆上集控中心大约35公里（详见图一及图二）。工程前期海缆未敷设，可以通过微波实现无线传输，在陆上集控中心设立陆地站，海上升压站安装远端站，一旦海上升压站吊装完成，柴发工作之后，海上升压站的电力得到保障，微波设备可以正常运行。微波设备运行以后，接入传输PTN设备，运营商基站就可以正常开通。当然，微波在开通之后的应用不局限于作为基站的传输媒介，还有其他更多的应用，比如调度管理、视频监控接入、信息管理、人员调动等等。今天着重谈一下微波加基站的应用。

基站是运营商功能拓展由陆地走向海洋的必经之路，前期微波无线传输开通运营商基站，海上升压站至陆上集控中心海缆敷设完成后，又可以利用光纤实现光纤传输来开通运营商基站，微波转为应急备用。这种主备方案也符合海上风电安全生产的宗旨，是对人身和财产的一种安全保障。

基于以上微波通信技术配合运营商基站的优势，揭阳前詹900MW海上风电在施工期运用微波通信技术是一个很合理的选择：前期光电复合缆还没有敷设，通过光纤通信技术是无法满足建设期间的通信需求的。租用卫星通信，经济性不高，而且带宽有限。在地理位置上，海上风电通信区域都是在海上，环境条件上对微波技术的运用是有利的，可以在很少投入的前提下使用微波通信。在微波基础上，开通运营商基站，做到全风场信号覆盖，让风电行业的调度、检修、巡查得到通信保障，也是风电安全的一种重要保障。

三、具体实施方案（以神泉一及靖海为例）

神泉一400MW风电项目涉及海域约64km?，风机及35KV集电线路如图三所示。

神泉一场内基站覆盖如图四所示：共分五个小区，海上升压站安装基站BBU，升压站平台安装第一个小区RRU，RRU支持GSM和LTE双制式，保证施工安装简易化，也节约安装空间。其余四个小区分别接入作为二、三、四、五小区，设计覆盖半径约2.3公里，基本实现全场语音通话和数据传输。海上升压站第一小区可以做升压站三天线合路，二三四五小区在风机上直接安装全向天线，满足360度全方位信号覆盖。

靖海150MW风电项目涉及海域约25km?，风机及35KV集电线路如图五所示。

靖海场内基站覆盖如图六所示：共分两个小区，海上升压站安装基站BBU，升压站平台安装第一个小区RRU，RRU同样支持GSM和LTE双制式。第二个小区安装在风机上，和神泉一同样做360度覆盖。

神泉二項目和以上两者类似，这里不再做表述。

四、微波通讯和光纤通讯切换

通过以上方案，实现全场运营商基站覆盖，前期海上升压站到陆上集控中心的220KV海缆未敷设就能过微波实现传输，后期海缆敷设完成后直接光纤接入，微波转为应急备用方案，一旦220KV海缆出现问题，微波起用。

五、总结

海上风电从开始到现在，风电通讯技术方案越来越多，越来越完善，有很多新方案、新技术都是在探索当中，此文就是微波加基站方案在风电行业的探索，为实现海上通讯陆地化提供一种解决方案。无线回传的制约因素比较多，阻挡是无线回传无法解决的问题，而且对于毫米波的无线回传，夏天数目的树叶、甚至是下雨，都会严重的影响无线回传的效果。在国内的回传，将可能是光纤为主，无线为辅的形式。而在欧美这种光纤资源非常匮乏的国家，无线回传的应用可能就会更多一些了。不过对于5G的传输需求而言，无线回传需要高达40Gbps，甚至100Gbps的超宽带，这对于微波传输来说，还是一种挑战了同，相反，这种打缺点在海上风电行业却是一种先天优势，更适合微波技术的应用。