[發明專利]一種實現風電工業環網交換機光路自檢及旁通保護的裝置

在審

• 申請號: 202110577710.0
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113347512A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 葉益安;戴建軍;葛穎奇;韓增濤
• 申請（專利權）人: 浙江運達風電股份有限公司
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04B10/079;H04B10/038
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 劉正君

本發明公開了一種實現風電工業環網交換機光路自檢及旁通保護的裝置。為了克服現有技術雙機熱備冗余存在成本、空間問題，環網存在同時出現兩臺及以上環網交換機出現故障導致的通信中斷的問題；本發明設置于構成環網的工業以太網交換機中，交換機包括用于數據轉發處理的交換單元，交換單元通過光路分別與前級、后級交換機通信；交換機的光路中分別設置有光功率檢測模塊和光開關；光功率檢測模塊用于檢測交換機的發光功率，光開關用于對光信號進行光路的切換。本方案的裝置即節省成本與空間，也能在同時出現兩臺及以上的環網交換機故障時保證通信質量。

技術領域

本發明涉及一種交換機光路自檢保護的領域，尤其涉及一種實現風電工業環網交換機光路自檢及旁通保護的裝置。

背景技術

隨著行業的快速發展，風力發電場通信系統的穩定性及可靠性問題顯得尤為突出。風電機組與升壓站之間的通信系統為各類業務系統提供支撐，包括能量管理系統、SCADA系統、視頻監控系統、振動監測系統等，都需要通過通信系統對風機的運行狀態信號采集和反饋。

通信系統故障，升壓站將失去對風力發電機組的監視和控制，輕則會導致風力發電機組狀態不可獲取，嚴重的會出現機組批量停機事故，引起電網波動。風力發電機組的可利用率降低了，發電量減少了，也就直接影響了風力發電場的經濟效益。

傳統的工業以太網交換機，僅能保證其自身正常工作的情況下，通信正常。一旦出現故障，整個環網通信就會出現質量差、閃斷，甚至中斷等情況。隨著技術的不斷演變，出現了多種多樣保障通信的方法，比較常見的有雙機熱備部署、環網架構、光纖旁路等。

雙機熱備部署，雖然可以實現環網中某臺環網交換機發生故障，不影響整體網絡通信，但是該部署方式存在以下幾項致命的缺陷：

1、成本增加了一倍：所有的環網交換機都部署兩套，設備成本及光纜成本等都是原來的兩倍，維護成本也大大的增加。

2、故障節點增加了一倍：由于設備都存在著發生故障的可能性，設備越多，可能性就越多。

3、空間、取電位置壓力增大：在塔筒和機艙內的主控柜、變流柜的空間位置是有限，設備增加一倍，使得原先就捉襟見肘的塔基變流柜、主控柜的空間、取電位置壓力增大。

環網架構，雖然可以在不增加設備的情況下，提高通信的穩定性及可靠性。在整個環網中，其中一臺環網交換機出現故障，環網由環狀變成了鏈狀，可以保證正常通信。但是若一個環網中出現兩臺（或以上）環網交換機出現故障，則這兩臺故障環網交換機之間的發電機組就會離線，Ring協議也不再能保障整個環網的通信都正常。

雙機熱備部署及環網架構都存在著一些局限性，例如，一種在中國專利文獻上公開的“一種以太網實現環網冗余和網絡恢復的方法”，其公告號CN101741674A，由多個交換機組成以太網環形網絡，交換機在物理上連接成環，在邏輯上為鏈狀結構，所述交換機中有且僅有一個設置為主站，主站負責控制網絡邏輯結構，其他設置為從站，主站和每個從站都有兩個環端口，通過各交換機環端口狀態切換實現環網冗余鏈路備份，其實現網絡冗余和恢復。該方案無法克服雙機熱備冗余成本和空間等問題，也無法克服因同時出現兩臺及以上環網交換機出現故障導致的通信中斷問題。

發明內容

本發明主要解決現有技術雙機熱備冗余存在成本、空間問題，環網存在同時出現兩臺及以上環網交換機出現故障導致的通信中斷的問題；提供一種實現風電工業環網交換機光路自檢及旁通保護的裝置，在風電工業環網交換機內增加光功率檢測模塊對光路質量進行監測，通過1×2光開關對光路進行旁通保護，即節省成本與空間，在同時出現兩臺及以上的環網交換機故障時保證通信質量。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：