CN111465046B - 一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统 - Google Patents

一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111465046B
CN111465046B CN202010282212.9A CN202010282212A CN111465046B CN 111465046 B CN111465046 B CN 111465046B CN 202010282212 A CN202010282212 A CN 202010282212A CN 111465046 B CN111465046 B CN 111465046B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mesh
node device
wireless
network
unmanned aerial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010282212.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111465046A (zh
Inventor
成和祥
孙刚
黄威
王雁冰
付凯峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cgn Beijing New Energy Technology Co ltd
CGN Wind Energy Ltd
Original Assignee
Cgn Beijing New Energy Technology Co ltd
CGN Wind Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cgn Beijing New Energy Technology Co ltd, CGN Wind Energy Ltd filed Critical Cgn Beijing New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202010282212.9A priority Critical patent/CN111465046B/zh
Publication of CN111465046A publication Critical patent/CN111465046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111465046B publication Critical patent/CN111465046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/04—Arrangements for maintaining operational condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53—Batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18502—Airborne stations
    • H04B7/18504—Aircraft used as relay or high altitude atmospheric platform
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18502—Airborne stations
    • H04B7/18506—Communications with or from aircraft, i.e. aeronautical mobile service
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/58—Association of routers
    • H04L45/586—Association of routers of virtual routers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/06—Airborne or Satellite Networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/10—Air crafts
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/10—Current supply arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q1/00—Details of selecting apparatus or arrangements
    • H04Q1/02—Constructional details
    • H04Q1/03—Power distribution arrangements
    • H04Q1/032—Power distribution arrangements power failure protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，属于风电场站无线网络技术领域，其解决的技术问题是：如何构建一种稳定的、全覆盖且适用于平原开阔地貌的风电场站的无线网络系统，其包括至少一个设置在升压站上的Mesh路由器、至少一个设置在风机顶部的Mesh固定节点设备、至少一个搭载Mesh模块的无人机以及至少一个Mesh终端；其中，Mesh路由器、Mesh固定节点设备和无人机互连组成无线骨干网络，无线骨干网络通过Mesh路由器与风电场网络相连，Mesh终端通过Mesh固定节点设备或者无人机接入无线骨干网络。本发明可以实现稳定的无线网络通信。

Description

一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统
技术领域
本发明涉及风电场站无线网络技术领域，尤其是涉及一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，随着技术进步和环保事业的发展，越来越受到世界各国的重视。近些年，在国家政策倾向下，中国的并网风电得到迅速发展，风电场站的建设项目也越来越多。
目前，构建无线互联网一般是采用无线控制器（AC）+瘦AP（FIT AP）的组网方式，其网络拓扑结构如图1所示，瘦AP实现无线信号的处理，而用户管理、加密、漫游、AP管理等功能全部集中到AC进行。但是，该组网方式不能完全应用于风电场站的无线通信网络，主要有以下原因：1、风电场站一般地处偏远，移动通讯基站无法完全覆盖；2、风机分布分散，之间距离一般在300米至3公里之间，相距较远，与风电场中央控制室也相距较远，且风机内部机舱顶部与底部落差在80米左右，也无法实现无线信号全覆盖；3、风电场站环境相对恶劣，对设备的可靠性要求高。
由于存在上述技术问题，因此当前亟需构建一种适用于风电场站的稳定且全面覆盖的无线网络。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，具有网络稳定、全覆盖的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，包括：至少一个设置在升压站上的Mesh路由器、至少一个设置在风机顶部的Mesh固定节点设备、至少一个搭载Mesh模块的无人机以及至少一个Mesh终端；其中，所述Mesh路由器、所述Mesh固定节点设备和所述无人机互连组成无线骨干网络，所述无线骨干网络通过所述Mesh路由器与风电场网络相连，所述Mesh终端通过所述Mesh固定节点设备或者所述无人机接入所述无线骨干网络。
通过采用上述技术方案，采用Mesh自组网模式，任意一个Mesh固定节点设备、无人机都可以同时作为AP和路由器，都可以发送和接收信号，都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信，具备自动组网、网络自动愈合、网络拓扑去中心化等优异性能，非常适合在平原开阔环境中构建稳定的风电场网络，提供无线宽带接入信号，其可靠性强，且安装简便，省掉了节点之间的布线需求。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述系统还包括至少一个Mesh便携节点设备，所述Mesh便携节点设备与所述Mesh路由器、所述Mesh固定节点设备、所述无人机互连，组成所述无线骨干网络，所述Mesh终端通过所述Mesh固定节点设备、所述无人机或者所述Mesh便携节点设备接入所述无线骨干网络。
通过采用上述技术方案，现场作业人员可以随身携带Mesh便携节点设备，使手机、PAD等Mesh终端可随时接入提供的无线SSID网络，保证现场作业人员在检修移动过程中的网络信号不间断，保障与风电场中央控制室的稳定通讯。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述系统还包括至少一个Mesh车载节点设备，所述Mesh车载节点设备与所述Mesh路由器、所述Mesh固定节点设备、所述无人机互连，组成所述无线骨干网络，所述Mesh终端通过所述Mesh固定节点设备、所述无人机或者所述Mesh车载节点设备接入所述无线骨干网络。
通过采用上述技术方案，Mesh车载节点设备可为车上人员的手机、PAD等Mesh终端提供无线网络接入，实现各种业务通信；当出现某一区域信号故障时，Mesh车载节点设备可随车快速达到预定区域，填补覆盖漏洞，实现全区域现场信息的实时可视和指令信息的实时可达。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述系统还包括至少一个Mesh传感器节点设备和汇聚节点设备，所述至少一个Mesh传感器节点设备、汇聚节点设备互连，组成无线传感器网络，所述无线传感器网络将传感器数据由所述汇聚节点设备接入所述无线骨干网络。
通过采用上述技术方案，Mesh传感器节点设备可以将风电场内各传感器采集的数据通过无线自组网进行传输，保障传感器数据的稳定传输。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述系统还包括无人机无线充电平台，所述无人机无线充电平台上设有无线充电发射线圈和电池，所述无人机的底部设有无线充电接收线圈，所述无线充电接收线圈接收所述无线充电发射线圈发射的电流，所述电池储存电能。
通过采用上述技术方案，在风电场设置无人机无线充电平台，可以随时为无人机进行无线充电操作，能够保证无人机的电能供应，保证整个无线网络的通信稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述无人机的离地高度为0～100m。
通过采用上述技术方案，可以通过控制无人机的离地高度来调节信号强度，保证无线网络的通信稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述Mesh路由器的数量至少为两个，其中一个Mesh路由器作为主路由器，其它Mesh路由器作为备份路由器，共同组成Mesh路由器组。
通过采用上述技术方案，当主路由器出现故障、无法工作时，可以选择备份路由器代替主路由器，继续工作，保证无线网络的通信稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述Mesh固定节点设备包括POE供电模块。
通过采用上述技术方案，实现Mesh固定节点设备的POE供电功能，当出现供电异常时，可直接切换到POE供电。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.采用Mesh自组网模式，任意一个Mesh固定节点设备、无人机都可以同时作为AP和路由器，都可以发送和接收信号，都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信，具备自动组网、网络自动愈合、网络拓扑去中心化等优异性能，非常适合在平原开阔环境中构建稳定的风电场网络，提供无线宽带接入信号，其可靠性强，且安装简便，省掉了节点之间的布线需求；
2．风电场工作人员可以随身携带Mesh便携节点设备，可随时接入提供的无线SSID网络，保证风电场工作人员在巡逻维修过程中的网络信号不间断，保障与风电场中央控制室的稳定通讯；
3. Mesh车载节点设备可为车上人员的手机、PAD等Mesh终端提供无线网络接入，实现各种业务通信；当出现某一区域信号故障时，Mesh车载节点设备可随车快速达到预定区域，填补覆盖漏洞，实现全区域现场信息的实时可视和指令信息的实时可达；
4. Mesh传感器节点设备可以将风电场内各传感器采集的数据通过无线自组网进行传输，保障数据的稳定传输。
附图说明
图1是现有的无线控制器+瘦AP的网络拓扑图。
图2是本发明实施例的网络结构框图。
图3至图5是本发明实施例的三种可选实施方式的网络结构框图。
图6是本发明实施例的一种系统逻辑拓扑图。
图中，1、Mesh路由器，2、Mesh固定节点设备，3、无人机，31、Mesh模块， 4、Mesh终端，5、Mesh便携节点设备，6、Mesh车载节点设备，7、Mesh传感器节点设备，8、汇聚节点设备。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图2，为本发明实施例公开的一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，包括：至少一个设置在升压站上的Mesh路由器1、至少一个设置在风机顶部的Mesh固定节点设备2、至少一个搭载Mesh模块31的无人机3以及至少一个Mesh终端4；其中，Mesh路由器1、Mesh固定节点设备2和无人机3互连组成无线骨干网络，无线骨干网络通过Mesh路由器1与风电场网络相连，Mesh终端4通过Mesh固定节点设备2或者无人机3接入无线骨干网络。
本实施例中，Mesh路由器1可以通过有线或无线方式与各风机的Mesh固定节点设备2连接，当为有线方式时，Mesh路由器1需与各Mesh固定节点设备2的光纤收发器连接。Mesh路由器1可以为本区域提供热点覆盖功能，Mesh终端4可以通过无线或有线接入风电场网络，实现话音、短信、图片、实时视频及其他数据的传输。
为防止Mesh路由器1因自身故障、无法工作导致整个网络断开的情况，可以在升压站上设置多个Mesh路由器1，设定其中一个Mesh路由器1作为主路由器，其它Mesh路由器1作为备份路由器，共同组成Mesh路由器组。正常状态下，主路由器工作，备份路由器监控主路由器的工作，一旦主路由器出现故障、无法工作时，其它备份路由器会选举出一个新的路由器来接替主路由器的工作，保证无线网络的通信稳定。
本实施例中，由于Mesh固定节点设备2安装在风机顶部，而风机顶部承重能力有限、空间较为狭小，因此需要选用轻便小巧、安装简便的Mesh固定节点设备2，并且每个风机均一般设置有1～2个Mesh固定节点设备2。Mesh固定节点设备2采用天线与主体结构分体设计，例如采用支架方式在风机逆变器监控杆的顶部配备天线、在风速仪横杆处安装主体结构等；Mesh固定节点设备2也可采用双频通讯，即配备两根9dBi 5.8GHz杆状全向天线和一根6dBi 2.4GHz杆状全向天线。
Mesh固定节点设备2主要用于实现与其它Mesh固定节点设备2和无人机3之间的无线组网，提供单跳或多跳的信息传输通道，还可以为本区域提供热点覆盖功能，计算机、手机、PAD等Mesh终端4可以通过WiFi接入，实现话音、短信、图片、实时视频及其它数据的传输。
可选的，Mesh固定节点设备2可以包括POE供电模块，以实现Mesh固定节点设备的POE供电功能，可使部署和施工成本更低；当出现供电异常时，可直接切换到POE供电。
本实施例中，Mesh终端4可以是PC机、笔记本电脑、手机、平板电脑、PDA等业务终端，Mesh终端4可与任意Mesh固定节点设备2或无人机3无线连接，并通过无线骨干网络接入风电场网络；另外，各Mesh终端4之间互连也可以组成一个小型对等通信网络，实现之间的数据通信。
本实施例中，无人机3通过搭载其上的Mesh模块31可以与其它无人机3无线连接，也可以与Mesh路由器1、Mesh固定节点设备2无线连接，共同组成无线骨干网络。Mesh模块31的型号可以选用WK5800-LF。现场运维人员可以通过手持遥控装置，控制无人机3的起飞、飞行离地高度、飞行目标位置以及降落、充电等操作；并且可以通过调整无人机3的离地高度或者飞行目标位置使提高网络信号强度。
基于风机高度一般在80米左右，因此，可以将无人机3的离地高度控制在0～100m，可以使网络信号处于良好状态。
当风电场某一区域网络信号中断或较差时，可以控制无人机3到达该区域，并调整无人机3在该区域的具体位置以及离地高度，以获得最佳的网络信号。当然，除了运用手持遥控装置对无人机3进行网络节点控制，还可以通过设置在风电场中央控制室的控制主机来进行控制，当检测到某个Mesh固定节点设备2失效时，控制无人机3飞到该失效的Mesh固定节点设备2的附近，代替该设备继续组网，以保证网络不间断。
由于无人机3具有灵活性好、机动性强、飞行高度可变、飞行续航能力强等优点，因此可以将其运用于风电场站的无线Mesh网络的组建，能够提高无线网络的稳定性，且无需安装，便于实现。
作为本实施例的一种可选实施方式，该系统还包括无人机无线充电平台，无人机无线充电平台上设有无线充电发射线圈和电池，无人机3的底部设有无线充电接收线圈。当无人机3需要充电时，无人机3降落在无人机无线充电平台上，使无线充电接收线圈对准并接触无线充电发射线圈，无线充电接收线圈接收无线充电发射线圈发射的电流，电池储存电能，为无人机3提供飞行所需电能。
本实施例中，设置在风电场中央控制室的通信服务器和业务服务器通信服务器和业务服务器分别通过交换机接入风电场网络，Mesh路由器1也通过交换机接入到风电场网络，运维人员在风电场中央控制室内可随时监控风电机组的运行状态，并与现场维修人员即时通讯，保证风电场的正常运行以及现场维修人员的安全。
作为本实施例的一种可选实施方式，如图3所示，该系统还包括至少一个Mesh便携节点设备5，Mesh便携节点设备5与Mesh路由器1、Mesh固定节点设备2、无人机3进行无线连接，各Mesh便携节点设备5之间也可无线连接，组成无线骨干网络，Mesh终端4通过Mesh固定节点设备2、无人机3或者Mesh便携节点设备5接入无线骨干网络。
本可选实施方式中，Mesh便携节点设备5可采用小型天线和结构一体化设计，方便现场作业人员随身携带使用，随时接入提供的无线SSID网络，保证作业过程中的信号不间断，特别是在风机塔筒移动过程中的信号不间断，使现场作业人员在作业环境不利于通信的情况下依然能够保证通信稳定、可靠，可实现技术专家远程语音、数据支援，第一时间排除风机故障和维修，可实现高效可控的安全巡检、更新记录方式，提升工作效率，防止现场作业人员巡检时与风电场中央控制室失联，保证人员安全。
作为本实施例的一种可选实施方式，如图4所示，该系统还包括至少一个Mesh车载节点设备6，Mesh车载节点设备6与Mesh路由器1、Mesh固定节点设备2、无人机3进行无线连接，各Mesh车载节点设备6之间也可无线连接，组成无线骨干网络，Mesh终端4通过Mesh固定节点设备2、无人机3或者Mesh车载节点设备6接入无线骨干网络。
本可选实施方式中，可采用吸顶支架的方式将Mesh车载节点设备6固定在巡修车的车顶，其安装拆卸简便，并可基于专用电池供电。每个巡修车上均可配备多个Mesh车载节点设备6，另外，可选的，Mesh车载节点设备6配备两根9 dBi 5.8GHz杆状全向天线、一根6dBi 2.4GHz杆状全向天线，采用2.4GHz和5.8GHz两个不同频率进行信息的发送与接收。
Mesh车载节点设备6随车移动，可与各Mesh固定节点设备2无线互连，也可与风电场站内的其它Mesh车载节点设备6无线互连，并为车上人员携带的手机、平板电脑等业务终端提供WiFi无线接入，有可以为巡修车提供车载WiFi无线接入。当Mesh车载节点设备6到达待检查和维修的风机下方时，可为维修作业人员提供无线连接，使维修作业人员与其他维修作业人员、控制中心人员进行话音和视频等即时通信，控制中心专家也可以利用话音和视频为维修作业人员提供技术指导。当出现某一区域信号故障时，Mesh车载节点设备6可随车快速达到预定区域，填补覆盖漏洞，实现全区域现场信息的实时可视和指令信息的实时可达。
作为本实施例的一种可选实施方式，如图5所示，该系统还包括至少一个Mesh传感器节点设备7和汇聚节点设备8，Mesh传感器节点设备7包括传感器模块、电源模块和无线通信模块，Mesh传感器节点设备7与汇聚节点设备8互连，各Mesh传感器节点设备7也可互连，组成无线传感器网络，无线传感器网络将传感器数据由汇聚节点设备8接入无线骨干网络。
本可选实施方式中，Mesh传感器节点设备7安装在风电机组上，用于采集相应的风电机组的传感器数据，例如噪音、振动、压力等数据，各Mesh传感器节点设备7采集的传感器数据通过传感器网络汇聚至汇聚节点设备8；而汇聚节点设备8可以与任意一个Mesh固定节点设备2或无人机3无线连接，接入无线骨干网络，最后传感器数据通过风电场网络实时传送到风电场中央控制室，使运维人员在风电场中央控制室内便可随时了解风电机组的运行状态，对运行异常数据进行分析，并输出故障报警信息，及时通知现场维护人员开展相应维修/维护工作；也可以将传感器数据通过网络传送至远程故障诊断中心，进行专业分析、出具分析报告，供研究参考。当然，汇聚节点设备8也可以包括传感器模块，用于采集风电机组的传感器数据，并与所有Mesh传感器节点设备7上传的传感器数据一起发送至无线骨干网络，接入风电场网络。另外，电源模块可以是太阳能供电模块、市电供电模块或POE供电模块，对此本实施例不做具体限定。
可选的，Mesh路由器1、Mesh固定节点设备2 、Mesh便携节点设备5、Mesh车载节点设备6的型号可以是RN-WM-NS/C20-LB。
图6示出了一种具体的基于平原开阔地貌的风电场无线网络系统的逻辑拓扑图。如图6所示，在风电场的2#、7#、29#、44#逆变器以及升压站上分别设置固定节点（即Mesh固定节点设备2），其中，2#、7#、44#逆变器上的固定节点与升压站上的固定节点通过有线链路连接，44#逆变器上的固定节点与升压站上的固定节点通过骨干无线链路连接；每个逆变器可通过车载无线链路接入便携节点（即Mesh便携节点设备5），每个Mesh便携节点设备5也可通过无线链路接入终端。
本实施例所组建的点对点或点对多点的无线网络拓扑结构，Mesh路由器1、Mesh固定节点设备2 、Mesh便携节点设备5、Mesh车载节点设备6作为网络节点，可以通过相邻其他网络节点，以无线多跳方式相连，各网络节点应实现网络互备，该风电场无线网络具备自组网、自愈合、路径规划等功能。
例如，在某个网络节点失效时，能自动路由到其它通信情况满足技术要求的网络节点从而实现网络不中断；添加或移动网络节点时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径；如果最近的网络节点由于流量过大而导致拥塞，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近网络节点进行传输；由于不是每个网络节点都需要有线电缆连接，因此网络节点安装简便，可以很容易增加新的网络节点来扩大无线网络的覆盖范围和网络容量。
本实施例所构建的网络是层次化可扩展的网络结构，满足网络的结构安全性等需求，完成整个网络的集成；可以解决风电场站故障检修维护长期存在的通讯难题以及生产运营管理的低效率和复杂性的问题，提升了风电场生产运营管理的高效性和扩展性；建立有别于手机移动网络和对讲机模式的内部无线数据专网，将集团数据运营管理平台延伸至风机末端，实现真正意义上的智慧管理和智慧运营平台；可以建立多层级应急机制，根据不同级别的事故完成相应的调度指挥，确保风场生产运行与运维人员安全。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，其特征在于，包括：至少一个设置在升压站上的Mesh路由器（1）、至少一个设置在风机顶部的Mesh固定节点设备（2）、至少一个搭载Mesh模块（31）的无人机（3）以及至少一个Mesh终端（4）；
其中，所述Mesh路由器（1）、所述Mesh固定节点设备（2）和所述无人机（3）互连组成无线骨干网络，所述无线骨干网络通过所述Mesh路由器（1）与风电场网络相连，所述Mesh终端（4）通过所述Mesh固定节点设备（2）或者所述无人机（3）接入所述无线骨干网络；通过调整无人机（3）的离地高度或者飞行目标位置提高网络信号强度；
还包括至少一个Mesh便携节点设备（5），所述Mesh便携节点设备（5）与所述Mesh路由器（1）、所述Mesh固定节点设备（2）、所述无人机（3）互连，组成所述无线骨干网络，所述Mesh终端（4）通过所述Mesh固定节点设备（2）、所述无人机（3）或者所述Mesh便携节点设备（5）接入所述无线骨干网络；
还包括至少一个安装在风电机组上的Mesh传感器节点设备（7）和汇聚节点设备（8），所述至少一个Mesh传感器节点设备（7）、汇聚节点设备（8）互连，组成无线传感器网络，所述无线传感器网络将传感器数据由所述汇聚节点设备（8）接入所述无线骨干网络，所述传感器数据包括噪声、振动和压力数据。
2.根据权利要求1所述的基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，其特征在于，还包括至少一个Mesh车载节点设备（6），所述Mesh车载节点设备（6）与所述Mesh路由器（1）、所述Mesh固定节点设备（2）、所述无人机（3）互连，组成所述无线骨干网络，所述Mesh终端（4）通过所述Mesh固定节点设备（2）、所述无人机（3）或者所述Mesh车载节点设备（6）接入所述无线骨干网络。
3.根据权利要求1或2所述的基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，其特征在于，还包括无人机无线充电平台，所述无人机无线充电平台上设有无线充电发射线圈和电池，所述无人机（3）的底部设有无线充电接收线圈，所述无线充电接收线圈接收所述无线充电发射线圈发射的电流，所述电池储存电能。
4.根据权利要求3所述的基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，其特征在于，所述无人机（3）的离地高度为0～100m。
5.根据权利要求1、2或4所述的基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，其特征在于，所述Mesh路由器（1）的数量至少为两个，其中一个Mesh路由器（1）作为主路由器，其它Mesh路由器（1）作为备份路由器，共同组成Mesh路由器组。
6.根据权利要求1、2或4所述的基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统，其特征在于，所述Mesh固定节点设备（2）包括POE供电模块。
CN202010282212.9A 2020-04-11 2020-04-11 一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统 Active CN111465046B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010282212.9A CN111465046B (zh) 2020-04-11 2020-04-11 一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010282212.9A CN111465046B (zh) 2020-04-11 2020-04-11 一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111465046A CN111465046A (zh) 2020-07-28
CN111465046B true CN111465046B (zh) 2021-03-19

Family

ID=71681727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010282212.9A Active CN111465046B (zh) 2020-04-11 2020-04-11 一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111465046B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114245479A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 江苏翰林正川工程技术有限公司 一种无人机的无线组网系统
CN117098250A (zh) * 2022-05-13 2023-11-21 中兴通讯股份有限公司 mesh组网上行链路控制方法、系统、设备以及可读存储介质

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104166938A (zh) * 2014-06-17 2014-11-26 北京能高自动化技术股份有限公司 一种基于手机app的风电运维指挥系统
CN204967809U (zh) * 2015-10-13 2016-01-13 南京信息工程大学 一种风电场无线Mesh网络节点
CN205195979U (zh) * 2015-12-17 2016-04-27 中广核风电有限公司 一种实现风电场信号全覆盖的无线通信系统
CN205389271U (zh) * 2016-02-02 2016-07-20 上海驭乾物联网科技有限公司 无线多跳Mesh自组网应急通信网络
CN107172723B (zh) * 2017-06-16 2020-06-23 中国移动通信集团湖南有限公司 一种无人机应急救灾高空基站
CN207926586U (zh) * 2018-02-09 2018-09-28 广州市奇成通信技术服务有限公司 一种基于无人机的地空自组网通信系统
EP3876216A4 (en) * 2018-11-28 2022-04-27 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd COMMUNICATION METHOD AND SYSTEM OF UNPILOTED AERIAL VEHICLE
CN109508041A (zh) * 2019-01-21 2019-03-22 梁晓龙 植保无人机集群系统及植保方法
CN109774935A (zh) * 2019-03-22 2019-05-21 华能安阳能源有限责任公司 基于无线充电技术的风电场巡检无人机及其控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111465046A (zh) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201378194Y (zh) 一种高压输电线路监测系统
CN111465046B (zh) 一种基于平原开阔地貌的风电场站无线网络系统
CN106448091A (zh) 一种监控报警终端及系统
CN202033053U (zh) 基于多信息融合的一体化输电线路状态监测装置
CN102591312A (zh) 一种风力发电机组远程实时监控的无线通信系统及方法
Qin et al. Drone charging stations deployment in rural areas for better wireless coverage: Challenges and solutions
CN114422942A (zh) 一种基于无线自组网技术的移动应急通信系统
CN204272388U (zh) 一种可无缝接入电网巡线移动终端设备的无线宽带通信系统
CN109617595A (zh) 一种无人机基站及无人机通讯系统
CN203313322U (zh) 一种基于无线mesh网络的视频监控系统
TW201603627A (zh) 電網閘道器及具有多個電網閘道器之電塔管理系統
CN203072165U (zh) 基于wifi的自组织无线终端及系统
CN104486170B (zh) 一种新型矿用综合接入系统
CN116996884A (zh) 基于风机平台构建的5g专网通信网络系统
CN202748028U (zh) 一种检测系统
CN201796491U (zh) 一种无人飞行器无线遥控装置
CN111277317A (zh) 基于系留无人机的应急通信系统
CN113726417B (zh) 一种基于无人机蜂群动态部署的应急通信系统及通信方法
CN207978132U (zh) 一种无人值守基站
CN111464462A (zh) 一种基于山地地貌的风电场站通讯系统
CN103035113A (zh) 一种风机状态监测装置
CN105207191A (zh) 易能森跌落式避雷器
CN213094496U (zh) 一种车顶移动式5g微基站
Li et al. Research on tunnel wireless communication technology
CN211720567U (zh) 一种基于山地地貌的风电场站通讯系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant