隨著(zhù)國家對風(fēng)電行業(yè)的扶持力度加大,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。2007年中國大陸新增風(fēng)電機組3155臺,裝機容量330.4萬(wàn)KW。與2006年當年新增裝機133.7萬(wàn)KW相比,2007年當年新增裝機增長(cháng)率為147.1%。
2007年中國大陸累積風(fēng)電機組6469臺,裝機容量590.6WKW,風(fēng)電場(chǎng)158個(gè)。分布在21個(gè)省市。于2006年累計裝機259.9KW相比。2007年累計裝機增長(cháng)率為127.2%,提前3年實(shí)現國家《可再生能源法中長(cháng)期發(fā)展規劃》中提出的目標。
隨著(zhù)中國風(fēng)電市場(chǎng)的快速增長(cháng)以及風(fēng)電機組制造商新秀的進(jìn)入,中國風(fēng)電機組供應市場(chǎng)的競爭格局也正在悄然發(fā)生變化。風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)商投資建設風(fēng)電場(chǎng)的熱情也空前高漲,中國風(fēng)電裝機容量將在2008年底再次超過(guò)人們預想而創(chuàng )下新的紀錄!預計到2008年底,中國風(fēng)電機組新增裝機容量將達到730.4萬(wàn)千瓦,累計裝機容量將達到1335.6萬(wàn)千瓦,新增裝機容量增長(cháng)率預計將達到111.71%。
國家制定的2020年風(fēng)電裝機3000萬(wàn)千萬(wàn)的目標,有望在2011年實(shí)現。到2020年,中國風(fēng)電裝機保守估計將達到8000萬(wàn)千瓦。
隨著(zhù)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的大量建設,風(fēng)場(chǎng)信息化管理系統,風(fēng)機遠程監控系統也大量應用。這些系統應用環(huán)境惡劣,需要管理型寬溫工業(yè)以太網(wǎng)交換機進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )支持。近期國內一大型風(fēng)機整機制造企業(yè)選擇了研華EKI系列交換機作為其風(fēng)場(chǎng)管理系統的主干網(wǎng)交換機。
二、風(fēng)電領(lǐng)域對網(wǎng)絡(luò )交換機的需求
1、風(fēng)電應用環(huán)境惡劣,晝夜溫差大,風(fēng)沙嚴重,要求工作溫度:-45~75℃ 存儲溫度:-45~85℃ ,存儲濕度:0%~95%,無(wú)凝結。
2、電機控制系統電磁環(huán)境惡劣,需要工業(yè)交換機具有較強的抗電磁干擾能力、較長(cháng)時(shí)間的平均無(wú)故障時(shí)間。
3、為了保障通信的可靠性,要求建立冗余的環(huán)網(wǎng),具有較小的自愈時(shí)間。通信網(wǎng)絡(luò )出故障時(shí),能夠平滑的切換到冗余備份線(xiàn)路。
4、為了保證遠程監控的數據的安全性,交換機需要有全面的網(wǎng)絡(luò )安全設置。
客戶(hù)經(jīng)過(guò)了全面的考察后最終選擇了研華的EKI-6554SI 和EKI-4654R作為風(fēng)場(chǎng)管理系統以及風(fēng)機遠程監控系統網(wǎng)絡(luò )架構交換機主干設備。
三、網(wǎng)絡(luò )架構拓撲圖

每個(gè)風(fēng)機的塔基處安裝一臺研華的管理型冗余交換機EKI-7554SI,通過(guò)單模光纖連接構成一個(gè)冗余環(huán)網(wǎng)。同時(shí)監控中心內部每個(gè)環(huán)網(wǎng)的EKI-7554SI通過(guò)電口連接到研華24口網(wǎng)管型冗余千兆以太網(wǎng)交換機EKI-4654R。監控中心內部服務(wù)器,工程師站通過(guò)EKI-4654R構成局域網(wǎng)系統。
四、方案分析
根據風(fēng)電行業(yè)即有其普遍性也有其特殊性,我們在組網(wǎng)方案中主要考慮以下幾個(gè)方面:
1. 系統設計充分考慮多個(gè)業(yè)務(wù)子系統的系統特點(diǎn),技術(shù)上遵循先進(jìn)性、實(shí)用性與成熟可靠性并重的原則,形成一整套功能齊全的組網(wǎng)解決方案。
2. 能夠滿(mǎn)足風(fēng)電場(chǎng)苛刻的物理環(huán)境,溫度、防塵、電磁兼容性等要求。
3. 因網(wǎng)絡(luò )規模龐大,組網(wǎng)方案采用清晰的多層結構,從最根本的網(wǎng)絡(luò )結構設計上簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )的維護及管理,實(shí)現故障點(diǎn)的快速分離及明確,確保系統的穩定運行。
4. 組網(wǎng)方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能,能夠針對設備故障、鏈路故障進(jìn)行自我診斷及快速排除,并實(shí)時(shí)報警。
5. 對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行人工維護、擴容、或故障修復時(shí)應該做到影響最小化,做到維護及擴容對系統運行無(wú)影響;故障修復只對相關(guān)網(wǎng)絡(luò )設備的連接終端有一定的影響。
6. 網(wǎng)絡(luò )設備選擇采用具備高實(shí)時(shí)性和穩定性的工業(yè)級設備
7. 組網(wǎng)方案必須具備兼容性,能夠無(wú)縫連接不同廠(chǎng)商的網(wǎng)絡(luò )設備,具備高性?xún)r(jià)比。
考慮到工業(yè)現場(chǎng)對實(shí)時(shí)性要求,采用的是環(huán)網(wǎng)設計理念,避免單條鏈路故障對網(wǎng)絡(luò )的影響。
五、研華方案的優(yōu)勢
研華工業(yè)級以太網(wǎng)交換機具有如下優(yōu)越特性:
1、快速冗余
研華的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品可以組成快速的冗余網(wǎng)絡(luò ),使用研華獨創(chuàng )的X-Ring協(xié)議,為您搭建可靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò ),具有超快小于10毫秒的自愈時(shí)間。
商用的產(chǎn)品也可以組成冗余網(wǎng)絡(luò ),但需要啟動(dòng)STP協(xié)議,這樣冗余自余的時(shí)間就會(huì )達到10~~30秒,以上,所以不能用于工業(yè)環(huán)境中使用。
2、抗強擾—適用于嚴苛環(huán)境
研華以太網(wǎng)產(chǎn)品可以工作在嚴酷的電磁環(huán)境中,并且在數據口防雷、快速脈沖群,靜電等都有較高的防護等級,而商業(yè)使用的產(chǎn)品這一點(diǎn)是不具備的。
3、良好的溫度特性&安裝方式靈活性
良好的溫度特性,研華的EKI系列交換機是寬溫設計的。工作溫度:-45~75℃ 存儲溫度:-45~85℃ ,滿(mǎn)足惡劣氣象環(huán)境下的穩定需求。
安裝方式更加靈活,工業(yè)級產(chǎn)品可支持導軌式安裝、面板式安裝,堆疊式安裝和機柜安裝等多種方式。
4、電源優(yōu)勢&安裝方式優(yōu)勢
電源供電部分是任何產(chǎn)品的根源,所有產(chǎn)品出現故障,其電源故障所占的比率為35%以上。所以工業(yè)產(chǎn)品為了避免電源故障造成的麻煩,一般都會(huì )選擇雙電源供電的模式。而且采用直流供電。商用產(chǎn)品一般采用交流單電源供電。
5、安全優(yōu)勢
研華工業(yè)以太網(wǎng)交換機采取如下若干措施來(lái)保證工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的萬(wàn)無(wú)一失
1)VLAN(虛擬局域網(wǎng))技術(shù)
VLAN是安全交換機必不可少的功能。VLAN可能跨越一個(gè)或多個(gè)交換機,與它們的物理位置無(wú)關(guān),設備之間好像在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )間通信一樣。VLAN可以在交換機上實(shí)現廣播域的隔離,它可以把網(wǎng)絡(luò )分成一個(gè)一個(gè)獨立的區域,可以控制這些區域是否可以通訊。
2)IP/MAC與端口綁定
設置IP/MAC地址與端口的綁定功能,可有限的限制用戶(hù)的非授權網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)。
3)流量控制功能(traffic control)
交換機的流量控制可以預防因為廣播數據包、組播數據包及因目的地址錯誤的單播數據包數據流量過(guò)大造成交換機帶寬的異常負荷,并可提高系統的整體效能,保持網(wǎng)絡(luò )安全穩定的運行。
另外研華交換機還可針對每個(gè)端口提供雙向(in/out)分別限制功能。
4)ACL(訪(fǎng)問(wèn)控制列表)技術(shù)
研華交換機采用了訪(fǎng)問(wèn)控制列表ACL來(lái)實(shí)現包過(guò)濾防火墻的安全功能,增強安全防范能力。訪(fǎng)問(wèn)控制過(guò)濾措施可以基于源/目標IP、TCP/UDP端口等方式實(shí)現。ACL不但可以讓網(wǎng)絡(luò )管理者用來(lái)制定網(wǎng)絡(luò )策略,針對個(gè)別用戶(hù)或特定的數據流進(jìn)行允許或者拒絕的控制,也可以用來(lái)加強網(wǎng)絡(luò )的安全屏蔽,從而更大程度的保證了網(wǎng)絡(luò )安全。
5)IEEE802.1x身份驗證機制
IEEE 802協(xié)議集的局域網(wǎng)接入控制協(xié)議,是基于端口的訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議。它能夠在利用IEEE 802局域網(wǎng)優(yōu)勢的基礎上提供一種對連接到局域網(wǎng)的用戶(hù)進(jìn)行認證和授權的手段,達到了接受合法用戶(hù)接入,拒絕非授權用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn),保護網(wǎng)絡(luò )安全的目的。
6)QoS機制
數據關(guān)鍵數據的實(shí)時(shí)可靠傳輸。
7)SysLog(系統日志)
交換機的Syslog 日志功能可以將系統錯誤、系統配置、狀態(tài)變化、狀態(tài)定期報告等信息傳送給日志服務(wù)器,網(wǎng)管人員依據這些信息掌握設備的運行狀況,及早發(fā)現問(wèn)題,及時(shí)進(jìn)行配置設定和排障,保障網(wǎng)絡(luò )安全穩定地運行。