什么是智慧风电网络？
当前，传统风电场依靠人员驻场进行运维巡检的模式已难以满足风电场大规模建设的需求，风电场亟需通过数字化、无人化技术提升运维巡检效率、加强安全质量管控。智慧风电网络能够提供系统的网络解决方案，助力风电运维巡检的安全管控，为风电巡检降本提效。
为什么需要智慧风电网络
风力发电是指将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能的过程，而风电场则是在风能资源良好的场地，建设多台大型风力发电机，组成集群向电网供电。通常，风电场由风力发电机组、输电线路、升压站、集控中心等部分构成。风力发电机组将风能转化为电能，输出的电能再通过输电线路输送到风电升压站，升压站升压后将电能并入电网，而集控中心远程监控着所有的风电机组和管理整个风电场的运行。
近年来，开发清洁、绿色的能源成为人们关注的重点和全球共识。作为最重要的清洁能源之一，风力发电在许多国家的能源结构中都扮演着重要角色。中国于2020年明确提出“双碳”目标，即2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。实现“双碳”目标，需要优化能源结构，大力发展清洁能源。最近几年中国风电的发展非常迅猛，风电行业累计装机规模持续上升。
风电场需要定期对发电、变电装备进行检查，监测各项指标，并及时发现异常，防止设备故障影响发电效率。随着风力发电规模的增长，传统风电场人员驻场运维巡检的模式和传统网络已难以满足风电场大规模建设需求，风电场建设面临以下挑战。
挑战一：人员安全保障难
风电场位置偏远，网络覆盖差，巡维人员在风机之间巡检时无法实时通讯，离开升压站容易失联。另外，风机的金属结构导致人员在塔筒内难以与外界通讯，如发生高空坠物、触电等高风险事件则外界无法第一时间感知。风电企业亟需通过多种智能化手段保障可靠通信，实现安全管控。
挑战二：巡检和运维效率低
在大型风电场，风机多，范围广，通常要求每月对风机巡检一次。2~5人的巡检团队需要覆盖200km半径范围内的巡检工作，而完成一台风机的巡检需要2个小时左右。如巡检时发现异常，由于风机场缺少网络覆盖，导致巡检人员需要返回集控中心开具“两票”（“两票”制度是指工作票和安全许可证制度，在风电场广泛使用。其中，工作票是对非常规作业进行控制的手段，安全许可证是对重大危险源进行控制的手段）并等待审批，巡检效率低。此外，巡检人员在巡检过程中需要手动录入巡检数据，工作量非常大，缺乏智能化移动化的巡检平台。
挑战三：人员易流失
由于工作环境恶劣，专业的技术人员很难长期坚持，人员的流失率很高，这给巡检队伍的稳定带来了较大挑战。未来风电场的趋势是少人化、无人化，使用机器人巡检、视频监控等代替人工作业，这些数字化巡检手段的应用都需要一张大带宽、高可靠、易运维的网络。
智慧风电网络的总体架构
智慧风电网络提供从风机区、风电场升压站到区域集控中心的端到端网络连接。
华为智慧风电网络的基本架构
风机区
风机区部署Wi-Fi 6 AP实现风机内和周边无线全覆盖，为风机传感器和巡检终端提供高品质接入，通过两张工业交换机网络，实现生产控制业务和生产管理业务的隔离，保障生产系统的可靠性。
- 风机Wi-Fi网络覆盖每台风机内部以及风机周边区域，方便风电区运维检修人员使用的巡检记录仪、手持智能终端、智能安全帽等无线终端接入网络，满足巡检人员现场开具“两票”，以及远程视频语音、巡检视频图片等数据的实时接入回传。
- 光纤回传网络由交换机组成环网，连接风机区与升压站，将风机区各类数据回传到升压站进行管理和分析。交换机环网提供低时延的链路切换保护，保障了数据回传的可靠性。
风电场升压站
- 升压站有线网络向下接入升压站有线终端设备包括PC、AP、打印机、摄像头等，向上通过广域网连接区域集控中心，横向转发站内流量，纵向汇聚和转发终端与区域集控中心之间的流量。
- 升压站站内无线Wi-Fi网络覆盖室内和室外两个区域接入各类无线终端，室内终端主要包括办公PC和手机。室外终端主要包括巡检机器人、手持巡检终端、手机、智能安全帽等。
在升压站和区域集控中心，部署路由器为巡检数据、办公、远程专家支持等业务提供智能调度保证业务体验，降低网络租赁的成本。
区域集控中心
- 在区域集控中心，通过部署网络管控平台，实现所有网络设备的统一管理和端到端可视化运维，提升运维效率。
- 通过部署安全分析平台，统一收集网络流量、安全日志、漏洞扫描日志、主机安全等安全威胁事件信息，进行统一综合研判，提升安全分析精准率，实现精准溯源；对于违规的主体立即就近阻断，实现一体化协同防护，打造风电网络的端到端立体防御体系。
智慧风电网络有哪些优势
智慧风电网络具备以下4大优势：
高品质Wi-Fi网络
如下图所示，在风机机舱和塔基各部署一个Wi-Fi 6 AP，可以实现风机内部和周边的无线覆盖，同时塔基AP通过Wi-Fi Mesh可覆盖到附近道路，为移动作业、远程专家指导等业务场景提供便捷的网络接入，实现数据实时回传，大大提升运维效率和作业安全。
风机场Wi-Fi网络
应用智能加速
风电场巡检过程中的专家远程支持、应急指挥等场景，需要稳定流畅的音视频通信以确保作业准确高效。智慧风电网络基于SD-WAN智能调度技术可识别关键应用，并提供高优先级的SLA保障，确保视频不花屏、音频无卡顿
一体安全能力
风电场需要接入大量传感器和智能终端，存在安全管理难的问题。而智慧风电网络通过部署安全分析平台能够实时感知安全态势，在发生网络攻击、终端仿冒等威胁时可以快速阻断，有效保障网络安全。
统一云管能力
风电场网络设备众多，智慧风电网络通过部署网络管控平台来统一管理AP、路由器、交换机等设备，能够实时监测网络质量并可视化呈现，帮助运维人员快速排除故障。
