摘要:本文概述了無線通訊技術在風電領域的應用及其發展方向。介紹了當前的風電機組內部的三大通訊協議。闡述並探討了風電領域無線通訊技術的三大技術趨勢及其前景。
關鍵詞:風電;混合通訊;感測網路;無線測控網
一、風電機組內部通訊協議
風電機組內部控制系統主要涉及到風速感測器、風向感測器、溫度溼度感測器；輪轂中的各類感測器通過滑環連入機艙的主控櫃中，機艙與塔底控制櫃以以太光纖的形式連線，最後由塔底控制櫃接入遠端通訊系統。PROFIBUS是開放式、不依賴於裝置生產商的現場匯流排標準。速度可在9.6kbps~12Mbps內選擇且所有連線到匯流排上的裝置均具有相同的速度。廣泛用於製造業自動化、流程自動化和交通電力等其他領域自動化[1]。RS485是一個定義平衡數字多點系統中的驅動器和接收器的電氣特性的標準。該標準由電信行業協會和電子工業聯盟定義。智慧儀表是隨著80年代初微控制器技術的成熟而發展起來的，智慧儀表已經基本壟斷了包括風電在內的眾多工業領域。TCP/IP中文名為傳輸控制協議/網際網路絡協議，它規範了網路上的所有通訊裝置，尤其是主機之間的資料往來格式，也是英特網的基礎協議。廣泛的用於民用和工業有線通訊之中。
二、主要研究技術方向
2.1有線無線混合通訊
隨著大型風電場和海上風力發電的建設，風電場監控系統需要採用大容量、可遠距離傳輸並具有高可靠性和安全性的風電場通訊系統。考慮到有線介質不可預知的`破壞性和現場及時維修的不方便，可以採用基於乙太網和無線測控網的大型綜合風電場監控系統，以提高風電場的安全性和穩定性。對於就地監控和中央監控之間的通訊，採用光纖乙太網和無線測控網的混合方式。風電場風機數目多，資料量大，可以採用光纖乙太網匯流排式拓撲結構，其中標準10Mbps乙太網比傳統方式傳輸速率高几個數量級，非常適合於大量引數資料的傳輸。一般地，30臺機組的風電場，網路流量為800kbps，而IEEE802.11支援的頻寬為54Mbit/s。在中央室可以監視到所有風機執行狀況，並可以呼叫儲存的資料資訊進行更全面地分析，從而從整體上預測風速和控制風機的執行狀況，併發出執行指令。
2.2地面無線測控網
地面無線測控網是雙向資料、定位測控無線通訊網。它由一個網路控制中心、多個無線基站和終端組成，形成了一個覆蓋全境的地面無線測控公共服務平臺，可滿足軍地使用者對雙向資料傳輸、移動定位、遙感測控的通訊需求。地面無線測控網的兩個最大功能，就是雙向資料傳輸功能和定位功能，並且由於是專網專用，因此具有其他類似系統不可比擬的優勢[2]：(1)具有獨立的自用地面通訊網，其上行鏈路資料通訊訊號源,既是通訊資訊傳輸的載體，又是定位測控的目標源，不依附任何其他網路，保證了可靠與暢通。(2)我國本土自主建設、獨立運營，安全性高。
2.3無線感測網路
ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通訊技術。其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低資料速率。主要適合用於自動控制和遠端控制領域，可以嵌入各種裝置。風電齒輪箱的無線監控系統有多個終端感測器模組、多個路由器節點，和多個協調器節點。它們都需要通過無線通訊方式互動資訊，短距離的無線通訊方式最適合這個監控系統。而Zigbee的低功耗也大大降低了維護成本，兩節五號電池支援長達兩年的使用時間。WirelessHART是一種過程自動化應用領域的無線網狀網路通訊協議。它給HART協議增添了無線功能，同時保持了與現有HART裝置、命令和工具的相容性。支援過程和控制值的單向釋出、自發性的通知、臨時請求，以及大型資料集的自動分塊傳輸。功能和速率可以根據應用定製，進一步降低能耗。
三、結論
考慮到大型風電場對可靠性的要求，預防有線傳輸的不可預知的破壞，有線和無線傳輸的結合將成為風電場通訊的趨勢。地面無線測控網作為我國專有的雙向資料傳輸和定位的測控無線通訊網，可以和已有的光纖乙太網結合，構建完善的風電場通訊系統。而在風電領域中使用無線感測網路，不僅可以增加機組的整體可靠性，也能降低運維成本，具有廣闊的應用前景。
參考文獻
[1]麼繼強,顧戰鬆.基於PROFIBUS通訊技術的風力發電變槳系統的研究[J].中國科技博覽，2009(9):211-211.
[2]楊寧,李平,楊旭紅.地面無線測控網在電力巡檢中的應用分析[J].上海電力學院學報:自然科學版，2009，25(1):23-25.