基于變電站的微機防誤系統的可視化監控技術研究

錢平　李長宇　王笑棠　葛青青　黃建林

摘 要： 針對近年來變電站大力增加，無人值班，集控中心不能全方位、實時進行場地及環境的監視等問題，提出一種能實時進行可視化監控技術研究的防誤系統監控技術。該研究應用智能化技術改造了原有變電站及接口，綜合分析全景信息，應用智能視頻輔助綜合管理系統技術，對各個子系統之間實現無縫接入、統一管理和配置，從而采集各子系統的數據信息，實現可視化控制的目的。結果表明，該研究解決了對現場維護及管理的難度，并大幅提高了社會效益，具有優越的應用前景。

關鍵詞： 視頻監控； 可視化防誤操作； 無縫接入； 智能視頻輔助

中圖分類號： TN948.64?34； TM774 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）24?0176?03

Visual monitoring technology of computer anti?misoperation system based on substation

QIAN Ping1， LI Changyu1， WANG Xiaotang1， GE Qingqing1， HUANG Jianlin2

（1. Lishui Power Supply Bureau， Zhejiang Electric Power Corporation， Lishui 323000， China；

2. Changyuan Gongchuang Power Safety Technology Co.， Ltd.， Zhuhai 519085， China）

Abstract： In order to solve the problems of substation increase， unattended operation， incomplete centralized control center， real?time field and environment monitoring in recent years， an anti?misoperation system monitoring technology which can study the visual monitoring technology in real time is proposed. In the research， the intelligent technology is applied to transformation of the original substation and interface， and the panorama information is analyzed comprehensively. The intelligent video assisted total management system technology is used to realize the seamless access， unified management and allocation of each subsystem to collect the data information of each subsystem， and realize the visual control. The research has solved the difficulty of the field maintenance and management， improved the social benefits greatly， and has a good application prospect.

Keywords： video surveillance； visual anti?misoperation； seamless access； intelligent video assistance

0 引 言

近年來，計算機行業內新興的視頻監控技術[1]是一個備受關注的熱門話題，監控系統共經歷了三個階段，分別是模擬監控、數字監控及現今的智能可視化監控[2]。我國在變電站智能化研究方面相對于發達國家起步晚了大概10年。但隨著國內對該技術的重視和被用戶普遍的接受和使用，其已達到了可隨時監控各個子網絡間設備的實時狀態，并能夠及時發現與解決問題。目前已有相關的成熟技術應用到電力公司，效果顯著。該系統將計算機技術、工業以太網技術和數字圖像及信息技術融為一體，突破傳統的變電站各個子系統自成體系的模式[3]，將原有的視頻監控、防誤操作和防報警、照明等系統進行整體優化，并增加了遠程監控和實時視頻指導的強大功能，同時也提高了電力設備的安全性及可靠性。在響應國家為配合“三集五大”體系建設的同時，大幅度減少了值班的配備人員，同時對電力系統的設備運行及設備環境了如指掌，減少了變電站企業的內部矛盾。

1 系統的模塊化設計

1.1 視頻監控系統

通過規約通信，變電站根據原有系統的輔助功能，實現了集圖像監控[4]、防誤操作、設備巡查、火災報警系統和設備監測操控系統于一體，協同聯動，高效實時的運行。視頻監控系統包括硬件平臺和軟件平臺[5]。硬件平臺的控制服務器是視頻監控系統中心控制器，該服務器通過綜合測控及接入技術將環境數據采集系統及原有的消防系統、周界報警等裝置通過計算機網絡進行一體化[6]，在本設計中該服務器是硬件的核心；軟件平臺主要有：編寫語言為C++，操作系統為Windows XP，采用SQL Server 2005 數據庫系統。

1.2 防誤系統設計

如圖1所示為防誤操作子系統結構，該系統由四部分組成。當設備在防誤操作失效時狀態發生了變化，系統便可自動將監控圖像呈現在監控設備上，以便于對出現問題的設備工況進行信息的實時監視，然后通過圖像智能分析軟件識別設備狀態，該狀態用來判斷可視化防誤操作防走空程序[7]，提高了操作的安全性，其次智能巡視[8]中配備有固定或移動的智能設備，該設備能將燈光、攝像及軟件進行聯動，實現了高效率巡視，最后巡視結果以表格、報表和圖像等信息呈現出來，從而達到了防誤的可視化監控操作。

1.3 防入侵系統設計

圖2為防入侵子系統，該系統還可自動檢測識別危險信號，達到預防危險的目的。例如，通過攝像及圖像識別技術，可將現場的警戒區域狀態自動識別出來，對于違反規章的不良信息能夠自動上傳至運維中心。該功能的設計是通過綜合測控單元 RS 232/RS 485，DI/DO資源將各個模塊進行聯動控制。

2 系統總體設計

該系統的硬件總體結構圖如圖3所示，總共有6個部分，下面分別介紹每部分的功能。

（1） 云臺軌道圖像采集[9]。該設備主要安裝在強大壓力的室內，利用該軌道攝像機可進行狀態的采集，還可在高壓室內對遠程圖像進行巡視。

（2） 高清圖像采集技術。該設備安裝在GIS 室內，用于對變壓器、開關、刀閘等的運行設備外觀及狀態的定時性檢測。

（3） 無線式五防系統。該系統是防誤工作站的防誤主機，能夠進行主控軟件的實時防誤。顯示系統圖，從而完成對模擬操作、權限驗證、現場操作等控制，五防系統的打開和關閉通過無線傳輸模式接收設備[11]的信息來實現。

（4） 防誤操作服務器及遠方監控。在以太網的連接下，該核心單元將圖像采集、五防設備和短站視頻監控系統相連接，進行數據的存儲與管理等功能[10]。

（5） 原有視頻監控系統。該監控系統主要完成圖像的編解碼、快速傳輸、攝像的數據控制及輸入/輸出等功能。

（6） 智能服務器及網絡存儲設備。該系統在基于前幾個系統的功能基礎之上進行可視化防誤操作、遠程的檢查以及綜合規模的管理，并在可視化范圍內對控制系統進行實時監控操作。

圖3為系統平臺互聯的網絡結構圖，其中包括通信管理單元、綜合測控單元和光網絡模塊。

通過電力系統所專有的專網或調度數據網，變電站將系統連接到集控中心，下屬變電站將被調控中心通過集控中心進行控制。再對通信平臺進行網絡化、狀態可視化、操控和處理實時化等處理，均可通過站內監控系統的協同圖像聯動功能實現，并能實現本地和遠程巡檢與調控。

圖4為該系統的軟件結構圖，該系統的實現可通過C++語言來編寫[11]，數據庫使用SQL Server 2005，將總體軟件功能劃分為系統軟件、功能軟件和應用軟件三部分來編寫，以便于后期的軟件升級和維護[12]。

3 系統實現

系統實現的環境基礎如表1所示。

軟件與硬件的搭建系統完成后，圖5為該系統實現的驗證，通過聯動接口的操控，可實現實時化的監控功能，且該過程無需人工參與，全程圖像的切換及操作過程中的匹配均由程序進一步跟蹤操作過程，并能夠實時進行記錄。當操作員進行設備操作時，設備的圖像自動由系統監控主機推出，并將整個操作過程記錄下來。

4 結 語

作為電力公司專項科技項目，該系統按照國家電網的精益化、集約化管理的標準進行嚴格的設計，完成了集監控、防誤操控、集中管理于一體的電網控制系統，實現了對變電站日常設備的遠程管理與維護，在較大程度上提高了監控成本，技術的有效性和實時性也有明顯提升。但由于該系統設計功能強大，模塊包含較多，因此所包含的技術也相對復雜，由于現有技術和管理模式及個人能力的局限性，導致系統設計仍存在一定不足，這些不足將會在接下來的工作當中不斷地進行改進。

參考文獻

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