變電站圖像智能監控系統的探討

摘 要：根據智能電網建設要求及變電站運行特點，提出變電站自動化“四遙”以外新的“遙視”遠程智能圖像監控系統解決方案。

關鍵詞：變電站；圖像監控；智能

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）29-0107-02

目前，隨著電力系統信息化網絡技術的發展，依靠圖像監控系統的建設，大部分變電站都可以實現無人值守。但現有變電站圖像監控系統還只是用于防火防盜、安全保衛、主控室內場景監控等，隨著變電站在線檢測系統的發展和智能變電站的建設，對圖像監控系統提出了新的要求。隨著調度監控一體化建設的推進，集中遠控的時機已經成熟，但對于就地設備的狀態（例如刀閘刀口位置情況）等重要信息還需要人工現場確認，大大制約了變電站智能控制的發展，因此有必要對變電站運行設備圖像智能監控進行研究，實現一、二次設備遠程可視化操作控制，形成一體化的智能調度監控體系。

加強變電站圖像智能監控的設置和可視化智能監控技術的研究可增強對就地設備狀態（例如刀閘刀口位置情況）的監視，滿足大電網實時運行控制的要求，實現對電網運行信息的形象、直觀和集成展示；進一步加強基礎數據管理，實現多維度一體化的調度信息和實時數據的分布式共享；實現一、二次設備遠程控制和監視，形成一體化的智能調度監控體系，達到減員增效、縮短故障排除時間、提高供電可靠性、加速智能電網建設的目的。

1 圖像智能監控系統配置原則

變電站圖像智能監控系統在滿足原安防、保衛、圖像監控功能的同時，為適應未來智能調度監控系統發展的需要，其應滿足以下要求：

①統一性。依據國際、國內規范化標準，統一規范建設、管理，確保整個系統的各種軟件、硬件達到服務的規范化和管理的高效性。

②開放性。圖像監控系統與其他系統之間的通信接口，應符合開放系統互聯標準和協議，支持多種網絡協議，實現各系統間的數據共享。

③可擴展性。軟、硬件平臺應具有良好的可擴展能力，能夠方便地進行系統升級和更新，以適應各種不同業務的不斷發展。

④可靠性。具有較強的容錯、抗干擾能力和良好的恢復能力，主要設備應采用雙機或鏡像備份工作方式，保證系統穩定運行。

2 圖像智能監控系統配置情況及相關模塊功能

圖像智能監控系統在變電站安裝的硬件主要包括：攝像機（網絡高清攝像機、模擬攝像機、軌道攝像機等）、多功能控制主機、視頻處理單元（網絡硬盤錄像機DVR）、視頻處理單元（網絡視頻錄像機NVR）、多維可視監控綜合主機、磁盤陣列、圖像智能分析服務器。系統硬件結構圖如圖1所示。

①攝像機。滿足對變電站場所環境及主要設備（主變、開關、刀閘等）進行監控的要求，能在夜晚或光線極差的情況下清晰顯示監控目標的圖像。

②多功能控制主機。通過規約分析和直接采集變電站現場信號，監控的信號包括遙測類、遙信類、遙控類。

③視頻處理單元（網絡硬盤錄像機DVR）。負責采集變電站所有模擬攝像機的音視頻信號。

④視頻處理單元（網絡視頻錄像機NVR）。負責采集變電站所有網絡攝像機的信號，進行編解碼運算后，把音頻信號存儲到磁盤陣列。

⑤多維可視監控綜合主機。是系統的核心設備，負責變電站站端與地區中心主站的通訊，獲取主站的控制指令，管理變電站站端各設備，把視頻數據、狀態數據等上傳到中心主站。

⑥磁盤陣列。負責存儲變電站攝像機的音視頻信息。

⑦圖像智能分析服務器。負責對變電站內主要設備、儀表等進行智能分析，并提供實時的智能分析結果。

3 圖像智能監控系統網絡配置情況及要求

變電站站端網絡系統采用10～100 Mb/s（10/100BASE）光/電接口接入監控專網，不允許采用共享帶寬組網方式；變電站與中心主站至少保證10M以上的網絡帶寬（標清模式監控）或30 M以上的網絡帶寬（高清模式監控）。

圖像智能監控系統的軟件按照大型分布式聯網監控系統的結構進行規劃，采用分層的模塊化結構，模塊之間的通信應按規定接口進行，運行平臺采用Windows XP以上操作系統。系統軟件主要包括以下14個模塊：巡視操作模塊、巡視路線設置模塊、錄像查詢模塊、日志查詢模塊、權限控制模塊、報警管理模塊、輔助控制模塊、SCADA接口模塊、網絡帶寬自適應模塊、圖像智能分析模塊、變電站主要設備關聯性顯示模塊、變電站主要設備圖像巡視及人工報表模塊、變電站鳥巢自動巡視模塊、變電站主變壓器漏油監測模塊。

系統軟件還應滿足以下要求：能根據應用需求支持集中處理模式和分布式處理；具有良好的開放性，以便于與其他應用系統的連接；具有很好的可移植性，支持多種操作系統，并能移植到不同廠家的硬件平臺上運行；能適應多種大型數據庫系統；具備完善的、分級的操作/訪問權限控制機制，運行安全可靠；具有數據備份及災難恢復功能。

4 圖像智能監控系統實現的功能

①信息實時上傳功能。主要包括：攝像頭預置位配置信息、現場實時圖像、圖像智能分析結果、與消防系統、安防系統、SCADA系統的聯動等相關信息上傳。

②變電站內動力環境數據采集、處理及實時上傳功能。通過報警采集模塊采集消防、安防報警信息，實現現場報警，同時把報警信息傳輸到地區中心主站；通過溫濕度采集模塊采集變電站內溫濕度測量值并上傳到地區中心主站。

③圖像智能分析功能。主要包括：對儀表的智能分析；刀閘開、閉狀態識別；開關（刀閘）翻牌器開、閉狀態識別；控制柜指示狀態識別；對開關、刀閘的整體智能分析及自動報警功能；對主變壓器的整體智能分析及自動報警功能。

④作業監控和管理功能。通過智能分析技術系統可以自動判斷進入某個區域的作業人數、進入時間、離開時間、滯留時間等，并進行自動錄像和事件保存，同時根據中心主站的調用指令將智能分析結果上傳。

⑤對主要設備或區域設置禁區?？梢詫ψ冸娬镜闹饕O備或區域設置禁區，當有人進入禁區時，系統自動報警并將報警信息上傳中心主站。

⑥網絡帶寬自適應功能。當變電站的圖像信息被一個或多個用戶調用時，系統根據實時可被利用的帶寬、用戶的級別、調用圖像重要程度等判斷上傳圖像的格式。

5 結 語

該系統整合、完善了計算機監控、在線監測、智能輔助控制等系統，實現對電網的全局在線遠程跟蹤、自動智能告警、分析決策、綜合預警、遠程運行維護，為實現變電站一、二次設備遠程可視化操作控制，形成一體化的智能調度監控體系提供了必要條件，更好地確保了電網運行的安全可靠、靈活協調、優質高效、經濟環保。

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