無人值守變電站智能遙視集中管理應(yīng)用

【摘 要】變電站運(yùn)維管理工作中，需要實(shí)時(shí)掌握變電站的運(yùn)行狀態(tài)。現(xiàn)有變電站內(nèi)各種監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行管控的統(tǒng)一展現(xiàn)和集中管理，建立無人值守變電站智能遙視集中管理平臺，使變電站視頻監(jiān)控具備智能分析功能，采用IPSAN存儲方式，將各變電站視頻數(shù)據(jù)匯總到管理中心，實(shí)現(xiàn)無人值守變電站集中監(jiān)控管理。變電站智能遙視系統(tǒng)集中管理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行狀態(tài)的集中展示，避免人員的誤操作發(fā)生，提高了變電站運(yùn)行可靠性，保障了電網(wǎng)運(yùn)行安全，提高運(yùn)維工作效率，降低運(yùn)維成本，有助于變電站安全生產(chǎn)的監(jiān)督和管控。

【關(guān)鍵詞】變電站；智能遙視；集中管理；應(yīng)用；

智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究和應(yīng)用在國內(nèi)處于快速成長期，將其應(yīng)用到智能電網(wǎng)數(shù)字化變電站領(lǐng)域，利用高清晰度視頻圖像對電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況記錄分析，實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)程監(jiān)視及監(jiān)護(hù)，對促進(jìn)電力安全生產(chǎn)具有重要意義

一、智能變電站輔助系統(tǒng)

近幾年來，隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和光電互感器的研發(fā)和投入使用，我國智能電網(wǎng)的研究和試點(diǎn)已經(jīng)啟動，成為電網(wǎng)重要組成部分。

數(shù)字化智能變電站概念已在工程實(shí)踐中得到應(yīng)用，全國已建成一定數(shù)量的數(shù)字化智能變電站。數(shù)字化智能變電站使變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。

數(shù)字化智能變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類，即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備；在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個(gè)層次，根據(jù)IEC通信協(xié)議草案定義，這三個(gè)層次分別稱為“過程層”、“間隔層”、“站控層”。

新型數(shù)字化智能變電站主要由為全數(shù)字和光纖的信號采集系統(tǒng)、數(shù)字化繼電保護(hù)和綜合自動化系統(tǒng)、數(shù)字化視頻及環(huán)境監(jiān)測（智能輔助）系統(tǒng)構(gòu)成。

二、變電站智能遙視集中管理應(yīng)用

1.智能變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

智能變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要在南方電網(wǎng)應(yīng)用，以廣東電網(wǎng)為主導(dǎo)，制定了《廣東電網(wǎng)變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，該技術(shù)規(guī)范對系統(tǒng)互聯(lián)互通通信協(xié)議、音視頻編解碼算法和流媒體傳輸格式均進(jìn)行了詳細(xì)約定，可操作性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同廠家設(shè)備之間真正意義上的互聯(lián)互通。

2.智能變電站綜合輔助監(jiān)控平臺主要在國家電網(wǎng)應(yīng)用，通常包含7大子系統(tǒng)，分別是視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)、安全警衛(wèi)子系統(tǒng)、門禁子系統(tǒng)、消防子系統(tǒng)、四遙聯(lián)動子系統(tǒng)。（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖）

（1）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)由各種攝像機(jī)、視頻處理單元（DVR/DVS/NVR/視頻存儲服務(wù)器）、三合一防雷器等組成；視頻監(jiān)控子系統(tǒng)通過站端處理單元，將模擬視頻、音頻和數(shù)據(jù)信息壓縮成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，存在在本地存儲單元中，并可通過綜合監(jiān)控平臺的統(tǒng)一管理經(jīng)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至上級主站。另外，智能分析功能能夠?qū)崟r(shí)對變電站重點(diǎn)區(qū)域的情況進(jìn)行分析，對異常情況進(jìn)行跟蹤錄像，在有突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠迅速通知相關(guān)人員。

（2）動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)。

動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)由接入設(shè)備、溫濕度傳感器、SF6探測器、風(fēng)速傳感器、水浸探測器、空調(diào)控制器、通信電源接口、風(fēng)機(jī)控制器、水泵控制器等組成。

（3）智能控制子系統(tǒng)。

智能控制子系統(tǒng)由控制單元、輔助設(shè)備等組成；智能控制系統(tǒng)是對站內(nèi)的輔助設(shè)施進(jìn)行集中智能的控制，包括燈光、通風(fēng)、排水、空調(diào)等設(shè)備的控制，各設(shè)備的控制包括本地控制和軟件控制兩方面，并能夠根據(jù)相關(guān)系統(tǒng)，如報(bào)警及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的信息實(shí)現(xiàn)聯(lián)動控制，如當(dāng)室內(nèi)溫濕度情況超過正常溫濕度范圍的房間，通過控制房間內(nèi)的空調(diào)、風(fēng)機(jī)，使房間內(nèi)溫濕度達(dá)到適宜電氣設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行的狀態(tài)，保證室內(nèi)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）安全警衛(wèi)子系統(tǒng)。

安全警衛(wèi)子系統(tǒng)由紅外對射報(bào)警器、紅外雙鑒報(bào)警器、電子圍欄、按鍵報(bào)警器等組成；安全警衛(wèi)系統(tǒng)是對視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有利補(bǔ)充，能夠?qū)θ肭肿冸娬镜男袨槠鸬胶芎玫耐丶疤崾咀饔谩?/p>

（5）門禁子系統(tǒng)。

門禁子系統(tǒng)由門禁控制主機(jī)、讀卡器、開門按鈕、電磁力鎖等組成；門禁子系統(tǒng)能夠有效地防止了外來人員和不相干人員隨便出入變電站，并且每一次的刷卡都有記錄，可供隨時(shí)查看。

（6）消防子系統(tǒng)。

消防子系統(tǒng)由接入設(shè)備負(fù)責(zé)與消防系統(tǒng)主機(jī)通信。

（7）四遙聯(lián)動子系統(tǒng)。

四遙聯(lián)動子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與綜自系統(tǒng)基于遙控操作、事故跳閘等事件的視頻聯(lián)動。

3.IPSAN存儲視頻圖像。

采用IPSAN方式存儲視頻圖像，相對于硬盤錄你機(jī)存儲，具有更高的安全性，存儲容量大，讀寫時(shí)間快等優(yōu)勢。適用于中心與分站存儲視頻監(jiān)控圖像需求。IPSAN（Internet Protocol Storage AreaNetwork）由此應(yīng)運(yùn)而生。IPSAN可以充分利用已有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，在IP網(wǎng)絡(luò)的兩端采用光纖連接的SAN，通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。使用IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸有很多優(yōu)點(diǎn)。首先IP的管理更加簡單，IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相當(dāng)成熟，IPSAN減少了配置、維護(hù)、管理的復(fù)雜度。企業(yè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)管理人員就可以完成日常的管理與維護(hù)工作。其次IP的兼容性更好，不同廠商之間的產(chǎn)品具有互操作性。而且IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有很多健壯、成熟的機(jī)制。傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)基于文件級別（file-level）的，而IPSAN提供通過已有的IP網(wǎng)絡(luò)基于塊級別（blocklevel）的傳輸。

4.集中監(jiān)控平臺應(yīng)用。

變電站智能遙視平臺系統(tǒng)采用開放式的平臺架構(gòu)，同時(shí)通過協(xié)議站兼容前端已經(jīng)建設(shè)的不同廠商的設(shè)備，統(tǒng)一進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)“無人值守變電站”遙視的統(tǒng)一、智能管理。系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)與四遙系統(tǒng)、防火防盜系統(tǒng)的視頻聯(lián)動、調(diào)整變電站球機(jī)預(yù)置位配置GIS地圖安裝智能分析設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵區(qū)域包括人員非法闖入、智能跟蹤、非法翻越、非法停車、徘徊滯留等一系列問題的自動識別和相應(yīng)報(bào)警工作，以便有效地提高整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控效率，最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的功能。建設(shè)一個(gè)地市級中心和多個(gè)變電站分中心。集中監(jiān)控系統(tǒng)通過采用電子地圖GIS，使變電站在平臺上形成完整的結(jié)構(gòu)圖，并按實(shí)際設(shè)備點(diǎn)位來標(biāo)注設(shè)備在地圖中的位置。結(jié)合現(xiàn)場的遙視系統(tǒng)和其他聯(lián)動的輔助系統(tǒng)，當(dāng)變電站需要查看監(jiān)管一、二次設(shè)備的時(shí)候，直接點(diǎn)擊即可定位。

三、電網(wǎng)安防視頻監(jiān)控綜合管理平臺

1.電網(wǎng)安防視頻監(jiān)控綜合管理平臺

可對一定區(qū)域分布的多個(gè)變電站安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理，可支持變電站—〉集控站—〉縣區(qū)級平臺—〉市級平臺—〉省級平臺多級聯(lián)網(wǎng)管理。南自信息公司自2000年起就致力于電力行業(yè)系統(tǒng)軟件平臺的研究和開發(fā)工作，針對電力行業(yè)需求開發(fā)了ObserverSP變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控平臺軟件，并成功應(yīng)用于國內(nèi)多個(gè)電力系統(tǒng)項(xiàng)目中。

2.平臺軟件系統(tǒng)架構(gòu)。

平臺軟件按照五層體系結(jié)構(gòu)劃分為平臺支撐層、中間服務(wù)層、公共服務(wù)層、應(yīng)用層。平臺支撐層由操作系統(tǒng)平臺、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議構(gòu)成。中間服務(wù)層主要為系統(tǒng)使用的各類中間件，包括數(shù)據(jù)訪問中間件、對象代理中間件、消息中間件。公共服務(wù)層由系統(tǒng)提供的各類公共服務(wù)構(gòu)成，其中包括圖形、報(bào)表、曲線、權(quán)限、告警、流媒體服務(wù)等等。服務(wù)構(gòu)建層提供一致的服務(wù)模型給上層應(yīng)用，主要表現(xiàn)為服務(wù)接口、服務(wù)注冊、服務(wù)查找、服務(wù)訪問。應(yīng)用層主要為面向在線監(jiān)測、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、綜合信息查詢顯示的各種應(yīng)用模塊，其中涉及采集、計(jì)算、查詢、分析、流媒體功能及相關(guān)人機(jī)交互界面。

3.平臺軟件關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)。

跨區(qū)域異構(gòu)平臺級聯(lián)；綜合信息全景視圖；全組態(tài)化設(shè)計(jì)；變電站及輸電線路三維建模；視頻監(jiān)視與變電站巡檢結(jié)合；基于設(shè)備熱區(qū)的展示與選擇；基于一次接線圖的設(shè)備選擇及視頻聯(lián)動；高清視頻的圖像矯正與虛擬云臺技術(shù)。

近年來，智能電網(wǎng)的發(fā)展逐漸成為我國電力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的主流趨勢，智能變電站是智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容。智能化變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。智能變電站管理的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和自動化是電力發(fā)展要求的必然趨勢，變電站的無人值守、綜合管理和安全管理是電網(wǎng)現(xiàn)代化的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳文升，錢唯克，樓曉東.智能變電站實(shí)現(xiàn)方式研究及展望[J].華東電力，2010，38（10）：1570-1573.

[2]盧志俊，黃若函，周招洋.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2010，31（213）：50-52.

[3]劉祥志，婁堅(jiān)鑫，鄭清風(fēng)，等.變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)中行為識別功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，34（22）：117-119.

[4]黃磊，鄔振武，穆松.蒙自變電站空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析[J].華東電力，2010，38（4）：513-514.