變電站監(jiān)控系統(tǒng)在電力調(diào)度的應(yīng)用探討

李洪兵

摘 要：電力監(jiān)控技術(shù)發(fā)展之初，工作人員一直是冒著惡劣的天氣，攜帶笨重儀器直接到戶外高壓危險(xiǎn)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際設(shè)備的測(cè)量控制；隨著自動(dòng)化水平的提高，人們開始可以在室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，但對(duì)重要設(shè)備的控制仍然要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工操作；隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)而遠(yuǎn)程控制功能應(yīng)用使得對(duì)設(shè)備的管理更加方便、安全。最終伴隨著科技水平的發(fā)展和自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高，為了加強(qiáng)電力設(shè)備的安全性，人們并不滿足于對(duì)模擬圖形界面的設(shè)備感官滿足，要真實(shí)的看到設(shè)備的實(shí)際操作狀態(tài)，就象在實(shí)際設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)看到的一樣。因此在現(xiàn)有四遙（遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)）的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為“遙視”。通俗來講就是實(shí)施電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)管，通過變電站的前端設(shè)備把圖片與視頻進(jìn)行采集，然后編碼，接著再把編碼后的數(shù)據(jù)傳遞給監(jiān)控中心來解碼，恢復(fù)初始的圖像數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站遠(yuǎn)程圖像管理。

關(guān)鍵詞：變電站；監(jiān)控系統(tǒng)；電力調(diào)度

1 系統(tǒng)構(gòu)成部分

據(jù)調(diào)查了解，公司現(xiàn)階段轄管的有十個(gè)變電站，不同的等級(jí)都有，都裝備了具備2個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)通道連接到電力調(diào)度。因此，目前有些變電站實(shí)現(xiàn)了調(diào)度自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，也就是說這些變電站有了“四遙”功能?；谶@種情況，我們可以充分考慮技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，選擇與原有自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)相兼容的“變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)”來實(shí)現(xiàn)“五遙”的一體化，實(shí)現(xiàn)“五遙”功能。

變電站遙視系統(tǒng)主要由三個(gè)部分構(gòu)成——變電站端設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)、電力調(diào)度主站監(jiān)控中心系統(tǒng)?，F(xiàn)在分別加以介紹。

1.1 變電站端設(shè)備構(gòu)成

眾所周知，變電站的設(shè)備主要由三部分組成，分別是前端硬盤錄像機(jī)、固定或可控?cái)z像機(jī)、報(bào)警輸入輸出設(shè)備。通過這些設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)視頻的采集與編碼，傳遞與解碼等功能。

通常情況下，可以在主要控制中心安裝兩個(gè)室內(nèi)自動(dòng)變焦攝像機(jī)，在變電站的室外場(chǎng)地上安裝兩個(gè)或者多個(gè)可控彩色攝像機(jī)，在設(shè)備中心選擇一個(gè)固定的合適的位置安裝攝像機(jī)，并且在上述場(chǎng)所配備紅外報(bào)警器、煙霧探測(cè)器、門磁開關(guān)等報(bào)警器，另外在變壓器出線等關(guān)鍵部位配置紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行超溫監(jiān)控。每個(gè)變電站配備一套硬盤錄像監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性，不需要人工維護(hù)，因此即使無人值班，也可以完成。

1.2 通訊方式

目前，變電站遠(yuǎn)程圖像的監(jiān)控系統(tǒng)主要由太網(wǎng)構(gòu)成，一方面，能夠選用電話線和E1，但是這種方式的傳輸效率低，不適用于圖像的傳輸。另一方面，能夠進(jìn)行組網(wǎng)和數(shù)據(jù)通訊，通過其他傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)接口來實(shí)現(xiàn)。

1.2.1 以太網(wǎng)傳輸方式：變電站的音頻、視頻、數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸?shù)铰酚善?、交換機(jī)或者HUB再上傳至監(jiān)控中心，要求變電站統(tǒng)一提供以太網(wǎng)的接口，方便將變電站的音頻、視頻、數(shù)據(jù)經(jīng)前置機(jī)通過以太網(wǎng)接口傳輸至監(jiān)控中心。

1.2.2 B1（2M）口傳輸方式：該種傳輸方式將變電站上傳的音頻、視頻、數(shù)據(jù)等資料收集到中心網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)上面，通過連接監(jiān)控中心服務(wù)器和局域網(wǎng)來瀏覽數(shù)據(jù)、處理資料。要求變電站統(tǒng)一提供2M接口，便于變電站的音頻、視頻、數(shù)據(jù)等的處理，通過硬盤錄像機(jī)和以太——2M網(wǎng)橋上傳至監(jiān)控中心。

1.3 電力調(diào)度主站監(jiān)控中心

系統(tǒng)是在先進(jìn)的軟件平臺(tái)上予以具體化，符合變電站系統(tǒng)現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)的未來發(fā)展方向。在監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)控客戶終端是監(jiān)控中心的主要組成部分，具備對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)圖像的接受與顯示、控制信號(hào)的協(xié)調(diào)、用戶登錄管理、圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)、優(yōu)先權(quán)的分配等功能。監(jiān)控服務(wù)器的功能較強(qiáng)，能夠在同一時(shí)間管理幾十個(gè)變電站的系統(tǒng)、幾十個(gè)乃至上百個(gè)在線使用客戶，因此即使在后期變電站需要進(jìn)行擴(kuò)充容量時(shí)，監(jiān)控中心也完全夠用，不需要進(jìn)行二次投入。另一方面，方便進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控、調(diào)度、應(yīng)急指揮，比如在調(diào)度中心，公司高管、安全部門、生產(chǎn)部門等都可以利用辦公室微機(jī)直接登陸到系統(tǒng)上進(jìn)行監(jiān)控和應(yīng)急指揮。

2 “五遙”的一體化實(shí)現(xiàn)

變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)建立必須根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，從系統(tǒng)的角度、從各變電站使用的角度來進(jìn)行，而不能就某個(gè)局部、單一需求來建構(gòu)系統(tǒng)。

我們可以利用當(dāng)代最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、控制技術(shù)，融技術(shù)先進(jìn)性與實(shí)用性于一體。充分利用現(xiàn)有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和各變電站RTU采集系統(tǒng)，結(jié)合多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和目前電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，完善新一代的變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)，一方面可以實(shí)現(xiàn)“一體化”自動(dòng)化系統(tǒng)，另一方面又可以進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行。同時(shí)，變電站的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了圖像監(jiān)控和樞紐變電站、電力調(diào)度中心監(jiān)控的主站系統(tǒng)進(jìn)行完美融合，在電力調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)圖像服務(wù)器的圖像信息和SCADA服務(wù)器進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)變電站報(bào)警信息的聯(lián)動(dòng)，避免操作員兼顧多臺(tái)監(jiān)視器的問題。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、圖像監(jiān)控的一體化。它是圖像數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合；報(bào)警聯(lián)動(dòng)與監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合；圖形控制與監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合。

3 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能是圖像監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能，對(duì)于變電站的環(huán)境及設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控、記錄，以便監(jiān)測(cè)外部環(huán)境，防火防盜；并且對(duì)設(shè)備的發(fā)熱狀況進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題、處理狀況，從根本上保護(hù)電力系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性；同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)出現(xiàn)的狀況自動(dòng)的提供事后分析，給出一系列相關(guān)的視頻和圖像資料供參考。

（1）實(shí)現(xiàn)“五遙”監(jiān)控：在現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中加入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到“五遙”監(jiān)控，即遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)和遙視。實(shí)現(xiàn)在操作員界面上，電力調(diào)度員可以查看相應(yīng)設(shè)備的實(shí)時(shí)圖像信息，同時(shí)在下發(fā)遙控命令時(shí)，可觀察到刀閘等設(shè)備的實(shí)時(shí)情況。（2）多站點(diǎn)管理：系統(tǒng)能在一臺(tái)監(jiān)視器屏幕或電視墻上同時(shí)實(shí)時(shí)顯示來自不同變電站的多路圖像；多個(gè)監(jiān)控終端能同時(shí)監(jiān)控同一或不同的變電站圖像；具備多畫面自動(dòng)輪巡功能；兼有會(huì)議電視或可視電話功能。（3）圖像監(jiān)視：在電力調(diào)度室的值班員可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視各個(gè)變電站圖像，分布在變電站的各個(gè)攝像機(jī)不停地將現(xiàn)場(chǎng)的情況傳給值班員，網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)小，只要攝像機(jī)布置合理，完全可以實(shí)現(xiàn)變電站無人值班。（4）硬盤錄像：凡是可以看到圖像的計(jì)算機(jī)都可以進(jìn)行本地錄像，將視頻數(shù)據(jù)保存在硬盤上，這樣就形成了變電站錄像、電力調(diào)度中心錄像等多級(jí)錄像體系，需要時(shí)還可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程瀏覽錄像文件。（5）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制：同時(shí)具備遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)、燈光、云臺(tái)、畫面分割器、矩陣等各種動(dòng)力設(shè)備，有效實(shí)施遠(yuǎn)程控制。（6）語音對(duì)講：把音視頻設(shè)備的站端裝入和監(jiān)控中心與系統(tǒng)之間，然后選取具體的對(duì)象實(shí)現(xiàn)語音對(duì)講，并且顯示出變電站終端的圖像，可以實(shí)現(xiàn)電視會(huì)議功能。（7）報(bào)警聯(lián)動(dòng)：系統(tǒng)可以24小時(shí)全天監(jiān)測(cè)所有探測(cè)器的外部工作環(huán)境以及自身的工作狀況，一旦探測(cè)器監(jiān)測(cè)到異常情況，報(bào)警器會(huì)立刻啟動(dòng)，同時(shí)開啟報(bào)警點(diǎn)的攝像系統(tǒng)，通過電子地圖的分析、攝像傳輸回來的報(bào)警點(diǎn)信息，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)的記錄與保存。（8）安全防范：氣體泄漏報(bào)警監(jiān)視、溫感、煙感、報(bào)警監(jiān)視、與空調(diào)、配電系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制、多功能早期預(yù)警系統(tǒng)、各種門禁系統(tǒng)（磁卡、IC卡、感應(yīng)卡、指紋門）監(jiān)視、管理等等。

總之，變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)圖像監(jiān)控和電力調(diào)度中心監(jiān)控的主站系統(tǒng)進(jìn)行完美融合，在調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)圖像服務(wù)器的圖像信息和SCADA服務(wù)器進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)變電站報(bào)警信息的聯(lián)動(dòng)，避免操作員兼顧多臺(tái)監(jiān)視器的問題。實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合、報(bào)警聯(lián)動(dòng)與監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合、圖形控制與監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合的“數(shù)、話、圖三網(wǎng)臺(tái)一”。一旦該功能得以實(shí)現(xiàn)，將極大的方便對(duì)電力設(shè)施的管理。使管理科學(xué)化、實(shí)時(shí)化、信息化。對(duì)完善當(dāng)前電力調(diào)度室的自動(dòng)化，提高監(jiān)控運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全調(diào)度，都具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。將帶來管理觀念、管理方式的巨大變革，更好的服務(wù)于公司的電力事業(yè)。