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室外场景

【项目背景】
波兰Baltyk II海上风电场是波罗的海上重要的清洁能源设施,由日立能源负责承建并保障其关键通信系统的设计与性能。整个风电场由七层海上变电站(OSS)和数十台巨型风机组成,其运营高度依赖于多套并行的工业级无线网络:TETRA系统保障人员安全通话,Wi-Fi 6网络支持数据传输与设备监控,VHF/AIS系统则负责与往来船只的海事通信。这些网络的稳定运行,直接关系到风电场的安全与效率。
【核心挑战】

在这一极端复杂的工业场景中,日立能源的工程师团队面临三大核心挑战,任何一项的解决失当都可能导致项目延误、成本超支或运营风险。

1. 复杂的多系统共存:需同时部署并优化三种关键网络:用于关键安全调度的TETRA专网、用于高速数据传输的Wi-Fi 6网络,以及用于船舶避碰的VHF/AIS海事通信系统。空间有限风电场内,它们频率、功能各异,极易相互干扰

2. 极端的物理环境:海上变电站内部结构复杂,七层甲板布满钢铁舱壁、密集电缆和设备,对无线电信号造成严重屏蔽、反射与衰减传统的经验设计已无法满足需求

3. 严苛的合规与安要求在密闭的钢铁空间内,所有无线设备的部署必须确保电磁场辐射(EMF)强度严格低于国际安全限值须在施工前就100%确认设计方案的安全性,保障工作人员健康

【解决方案】

面对挑战,日立能源选择引入Ranplan Professional平台,用数据驱动的精确仿真引领网络规划设计

【具体实施】

第一步:极速三维建模,无缝衔接BIM。

项目直接导入海上变电站的工业级BIM(建筑信息模型)IFC文件。Ranplan平台自动识别结构、区分材质,将原本需要数周的人工建模时间缩短至几分钟,实现了与工程设计的完美同步。

第二步:定义真实物理属性。

在平台材料库中,工程师专门创建了“1.5厘米厚钢板”等自定义材质,并设定了其真实的电磁穿透损耗参数,确保仿真的每一个环节都与海上钢铁环境的物理特性严丝合缝。

第三步:多系统协同仿真与自动优化。

对于TETRA安全专网:平台精确模拟了室外风电场区域和室内每一层甲板的信号覆盖。仿真发现,仅靠室外天线无法穿透厚重钢板覆盖所有室内区域。因此,Ranplan设计了一套冗余室内分布式天线系统,并利用自动小区优化功能,智能调节天线功率与角度,在满足100%覆盖的同时,将系统内干扰降至最低。

对于Wi-Fi 6与VHF/AIS网络:平台通过仿真,为Wi-Fi接入点(AP)和海事通信天线找到了最优安装位置与参数,确保数据高速传输与广域海上覆盖互不干扰。

图:海上风电场3D建模

可量化的成果与影响

通过Ranplan的仿真驱动设计,项目在部署前就锁定了性能,取得了远超传统方法的精准成果:

  •  覆盖性能全面达标TETRA系统在室外风场区实现100% 区域信号强度优于-70dBm的完美覆盖;在室内,通过优化的室内分布系统,在复杂的七层钢铁变电站内部,各层甲板均达到优秀的-80dBm覆盖水平。Wi-Fi 6网络则用最精简的10个接入点,在目标区域实现了98% 以上区域信号强度优于-70dBm的高质量覆盖。
  • 干扰控制与安全合规:通过联合仿真与优化,有效避免了多系统间干扰,并确保VHF海事通信在关键海域的近100% 清晰覆盖。更重要的是,仿真报告证实所有工作与生活区域的电磁场强度低于0.4 V/m,仅为安全限值的1.7%,从设计源头保障了人员安全,方案一次性通过所有合规审查。
  • 效率与成本优化:将原本需要数周甚至数月的“设计-测试-调整”循环,压缩在办公室的仿真环境中完成,极大缩短了项目周期,避免了海上二次施工的巨额成本。精准的设计也避免了设备冗余,优化了投资。


图:平台信号仿真效果