配電網(wǎng)低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

賀大為 張正華 于衛(wèi)

摘 要：近年來，如何有效對配電網(wǎng)終端及周邊進(jìn)行視頻監(jiān)控和安全防范是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)新的需求和研究的熱點(diǎn)課題。為解決該問題，需從解決遠(yuǎn)程實(shí)時視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集兩個方面著手。本文提出的配電網(wǎng)低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)以實(shí)時視頻監(jiān)控和信號量遠(yuǎn)程采集和實(shí)時控制為核心，實(shí)現(xiàn)了對遠(yuǎn)端的視頻監(jiān)控、報(bào)警和實(shí)時控制等功能。該系統(tǒng)符合配電網(wǎng)終端的監(jiān)控需求和現(xiàn)場條件，能夠保證無人值守配變電站的安全運(yùn)行，滿足供電管理部門和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對終端安全生產(chǎn)保障和設(shè)備安全防范的需要。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化 智能監(jiān)控 視頻輪詢 報(bào)警聯(lián)動

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（b）-0003-02

1 背景介紹

隨著智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和電力系統(tǒng)自動化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，如何有效地對配電網(wǎng)終端及周邊進(jìn)行視頻監(jiān)控和安全防范成為電力生產(chǎn)部門和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)新的需求點(diǎn)和研究的熱點(diǎn)課題[1]。

為推進(jìn)配網(wǎng)自動化、智能化的發(fā)展進(jìn)程，加強(qiáng)對變電站及無人值守變電站在安全生產(chǎn)，防盜保安，火警監(jiān)控等方面的綜合管理水平，實(shí)現(xiàn)國家電網(wǎng)“三集五大、兩個一流”的目標(biāo)[2]，需要搭建集中式的綜合監(jiān)控系統(tǒng)[3]。除了對各個配電網(wǎng)終端現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時視頻監(jiān)控，還需要將配電網(wǎng)終端的現(xiàn)場圖像通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心平臺，并保存在本地服務(wù)器，以便管理人員隨時查看和調(diào)用[4]。借助網(wǎng)絡(luò)，管理人員則可實(shí)時地獲取通信網(wǎng)絡(luò)同步傳輸過來的報(bào)警信號，并通過通信網(wǎng)絡(luò)，利用遠(yuǎn)程信號采集控制單元對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實(shí)時控制?；诖耍疚奶岢隽诉m用于配電網(wǎng)的低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)，并給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)有：（1）通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻圖像的傳輸；（2）用戶通過客戶端或網(wǎng)頁可以實(shí)時查看遠(yuǎn)程監(jiān)控視頻；（3）實(shí)現(xiàn)定時或手動控制的監(jiān)控視頻輪詢；（4）實(shí)時反饋遠(yuǎn)程終端的報(bào)警信息；（5）平臺軟件和遠(yuǎn)程信息采集與控制單元實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息觸發(fā)與視頻監(jiān)控之間的聯(lián)動；（6）實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)終端本地存儲和服務(wù)器集中存儲兩種方式的視頻備份；（7）實(shí)現(xiàn)平臺軟件的告警、日志管理等功能。

2.2 系統(tǒng)的組成

根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分如圖1所示。

由圖1可知，本系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心平臺、監(jiān)控終端設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)3個部分組成。該系統(tǒng)以監(jiān)控中心平臺為核心，將各個功能模塊從遠(yuǎn)端采集的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，集中存儲，統(tǒng)籌聯(lián)動。

其中智能監(jiān)控中心平臺，分別由智能監(jiān)控中心軟件服務(wù)平臺和客戶端平臺兩部分組成。智能監(jiān)控中心軟件服務(wù)平臺是整個智能監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它通過各種服務(wù)承擔(dān)著與遠(yuǎn)程終端監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，集中管控各種數(shù)據(jù)信息的任務(wù)，負(fù)責(zé)向客戶端軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并提供一系列服務(wù)接口供其他軟件程序進(jìn)行調(diào)用。而監(jiān)控中心客戶端軟件平臺則是面向用戶的人機(jī)交互軟件，向用戶展示監(jiān)控視頻和其他各種遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)，完成用戶下達(dá)的各種任務(wù)。

監(jiān)控終端設(shè)備則是部署在配電網(wǎng)終端的各種類型的配變電站等設(shè)施，對其進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)測的現(xiàn)場設(shè)備。主要包括視頻監(jiān)控設(shè)備、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制模塊、智能開關(guān)設(shè)備、報(bào)警器設(shè)備、以及供電模塊。

通信網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵和核心，通過通信網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心發(fā)出的控制指令能夠準(zhǔn)確地傳送到智能監(jiān)控終端，同時智能監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)信息也通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心。

3 系統(tǒng)主要功能分析

本系統(tǒng)的主要功能包含以下幾個方面。

（1）視頻監(jiān)控與輪詢。

通過監(jiān)控平臺的軟件客戶端對遠(yuǎn)方配電網(wǎng)終端進(jìn)行視頻監(jiān)控，實(shí)時了解配變電站的安全狀況，確定設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況。同時監(jiān)控平臺提供視頻輪詢功能，即在手動或者定時啟動輪詢功能后，軟件按照順序依次播放各個監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時視頻，每個變電站播放30s，方便監(jiān)控管理人員定期對各個配變電站進(jìn)行集中查看。

（2）視頻數(shù)據(jù)的存儲與回放。

各個配電網(wǎng)終端現(xiàn)場設(shè)置錄像設(shè)備，對該監(jiān)控點(diǎn)的視頻錄像進(jìn)行本地存儲。同時，通過監(jiān)控中心平臺服務(wù)器對從各個監(jiān)控點(diǎn)獲取的監(jiān)控視頻進(jìn)行集中存儲，并可以在監(jiān)控中心軟件平臺上對服務(wù)器上存儲的視頻錄像備份進(jìn)行回放、管理。

（3）開關(guān)量數(shù)據(jù)采集。

監(jiān)控中心平臺可以實(shí)時采集遠(yuǎn)程終端部署的智能開關(guān)設(shè)備上傳輸?shù)男盘柫俊．?dāng)智能開關(guān)設(shè)備被非法開啟時，采集到的信號量反饋到監(jiān)控中心，并在監(jiān)控軟件平臺界面發(fā)出警報(bào)信息。

（4）報(bào)警聯(lián)動。

當(dāng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊采集到的信號實(shí)時反饋到監(jiān)控中心軟件平臺時，平臺在發(fā)出報(bào)警信息的同時，監(jiān)控顯示界面將自動跳轉(zhuǎn)到報(bào)警信號發(fā)出的監(jiān)控點(diǎn)，方便監(jiān)控中心工作人員及時對該監(jiān)控點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行查看，實(shí)時了解報(bào)警信息發(fā)生的原因。同時，對非法闖入、非法開啟終端設(shè)備箱等情況，可以通過遠(yuǎn)程命令開啟監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置的聲光報(bào)警器，通過聲光報(bào)警對非法闖入人員進(jìn)行警示，并通知管理人員及時響應(yīng)。

（5）系統(tǒng)日志。

系統(tǒng)會自動記錄并保存監(jiān)控中心平臺的運(yùn)行狀態(tài)，包括遠(yuǎn)程設(shè)備的連接信息，輪詢和報(bào)警信息及報(bào)警處理等的相關(guān)記錄，以便在系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生故障或報(bào)警統(tǒng)計(jì)和后續(xù)處理時，提供必要的資料。

（6）C/S客戶端訪問模式。

系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器模式進(jìn)行監(jiān)控中心平臺的構(gòu)建。服務(wù)器對遠(yuǎn)端智能監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行集中管理并對客戶端提供的Web Service服務(wù)，客戶端通過調(diào)用服務(wù)器Web Service的相關(guān)方法，同時通過圖形界面完成與用戶交互。

4 結(jié)語

本文以電力系統(tǒng)配電網(wǎng)終端的智能監(jiān)控需求為目標(biāo)提出了適用于配電網(wǎng)的低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)，并給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案和部分功能分析，該系統(tǒng)以實(shí)時視頻監(jiān)控和信號量遠(yuǎn)程采集和實(shí)時控制為核心，實(shí)現(xiàn)了對遠(yuǎn)端的視頻監(jiān)控、報(bào)警和實(shí)時控制功能。該系統(tǒng)符合配電網(wǎng)終端的監(jiān)控需求和現(xiàn)場條件，能夠滿足供電管理部門和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對終端安全生產(chǎn)保障和設(shè)備安全防范的需要。經(jīng)測試和驗(yàn)證，本系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，已正式投入使用。

參考文獻(xiàn)

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