視頻監控系統在變電站中的應用

常苗紅

【摘 ?要】視頻監控系統是一種集計算機交互性、多媒體信息綜合性、通信分布性以及監控實時性等信息技術為一體的綜合性信息系統。變電站視頻監控系統可以通過網絡將各監控點采集到的視頻、音頻等多媒體信息同時傳送給不同地點的監控者，讓監控者能夠及時、直觀以及準確地了解被監控對象的情況，并利用多媒體信息傳輸工具對監控對象中存在的部分問題進行及時處理。視頻監控系統以信道資源占用少、抗干擾能力強及圖像質量好等優勢，在各個變電站中得到了廣泛的應用。

【關鍵詞】視頻監控;變電站;應用;分析

1導言

變電站的監控系統往往既有監控電網運行的SCADA系統，又有監控變電站設備的視頻圖像監控系統，通常情況下這兩套系統是相互獨立的，在現場需要各自獨立布線，監控中心也需要兩套監視和操作設備。這兩套系統的最終目標都是為了實現遠程控制，如何綜合運用SCADA系統和視頻監控兩種不同專業領域的最新技術，設計了一套完整的解決方案，可以在同一監控網絡中同時傳輸數據、視頻、控制信號，在同一臺計算機的同一個畫面中同時進行工況和視頻監控，減少設備，方便使用，從而使SCADA系統和視頻監控系統成為真正意義上的一套系統，是目前值得研究的一個課題。

2變電站視頻監控系統的總體構架

2.1變電站視頻監控系統結構

變電站視頻監控系統是基于通信網現狀按照以太網方式（TCP/IP）進行組網的監控系統，其中，220kV、110kV變電站各自獨立組網。視頻監控系統結構主要由視頻監控中心、視頻監控分中心以及變電站視頻終端組成，其中，視頻監控分中心可以依據不同變電站對于監控管理權限的不同需求來設立。變電站視頻監控系統主要運用分布式的體系結構進行設計，實現各個視頻監控分中心的局部自治，確保局部監控系統的故障不會對系統的整體運行造成影響。

2.2視頻監控中心

視頻監控中心是變電站視頻監控系統最高控制中心，完成對整個系統的統一調度、用戶、權限、數據庫以及干線等各個方面的管理工作，擁有變電站視頻監控系統管理與控制的最高權限。其中，數據服務器功能主要是對SCADA系統和變電站環境監測系統進行聯動報警管理，是整個變電站視頻監控系統數據應用管理的中心;Web服務器的主要功能是對接入系統的各類視頻數據實行Web瀏覽和管理;管理服務器的主要功能是對變電站中所有視頻監視數據的連接情況進行統一管理，可以根據相關需求來設置用戶查看變電站視頻信息的等級權限，如2M帶寬條件下允許4路視頻同時接入，若連接數大于4路時就會反饋給用戶無法接入的信息。

2.3視頻信息流控制流程

在變電站視頻監控系統中，不僅應最大限度節約視頻所占通信帶寬資源，還需要具備對多用戶同一視頻的應用需求進行同時監控的功能。為此，變電站視頻監控系統采用流媒體架構，在各個網絡通道的匯集位置，單獨設置一臺流媒體服務器來收集變電站的視頻信息，并將信息轉發用戶工作站或更高一級的流媒體服務器中，實現對用戶權限和監控點集中管理的目標。變電站視頻監控中的流媒體服務器，不僅能夠為系統提供實時的視頻數據、音頻數據、歷史錄像存儲以及點播數據等，還支持不同廠家設備中的不同數據流，能夠利用B/S模式達到對多用戶信息進行同時瀏覽及遠程監控的目的。

3變電站視頻監控系統

3.1站內監控系統的建設需要

許多變電站的自動化調度系統只能實時監測電氣數據，不能全面直觀地反應變電站設備的現場運行狀況。電力人員仍需花費精力進行巡視工作。一旦事故發生，電網調度人員無法準確把握現場狀況，只能到達現場查明事故原因后再開始處理，極大耽誤了處理事故的時機。例如，站內一次設備中，例如隔離開關目前的開關成功率達不到100%，操作后必須現場確認成功才能合上斷路器。同樣的，站內報警設備誤報信號，則會擾亂變電站的運行秩序。如果能夠采用遠程視頻監控技術實時監控變電站現場的畫面，則可以確認現場情況，排除信號干擾，減輕工作量，節約資源。

3.2主要監控對象

一是站內的場景情況以及大門的人員車輛出入情況。二是站內常規敞開式隔離開關的分、合狀態。三是站內工作室：主控室、高壓室等。四是站內電氣設備：變壓器、斷路器、電流互感器、電壓互感器、避雷器和瓷絕緣子等。

3.3變電站視頻監控系統的結構

視頻采集、傳輸以及處理構成了變電站的視頻監控系統，視頻信號采集系統包括變電站內的攝像設備，能夠對站內圖像進行采集。采集到的圖像數據經過壓縮后，通過線纜與光纖，傳輸至視頻信號處理系統。變電站端處理單元能夠將圖像信息進行集中管理，并通過地區電網的IP通信網傳輸到地區級監控中心。

3.4變電站視頻監控系統的主要功能

圖像監視：實時傳輸變電站內的視頻圖像，使得調度中心能夠遠程掌握站內的實時信息，及時發現和處理事故。系統采用MPEG-4/H.264技術壓縮視頻，保證音視頻信號同步穩定運行。調度人員可以任意縮小、放大和移動圖像窗口，對視頻進行拖放和多畫面分割;可對畫面進行對比度、飽和度、亮度的設置;圖像管理：在調度側能夠對云臺進行遠程控制，切換巡視場景，控制遠景和近景的變化。系統具有包括定時錄像在內的多種錄像模式，錄像資料的存儲進行集中管理，可檢索出待查找的錄像。調度中心可對變電站端拍攝的畫面進行遠程抓拍、錄像等等，監控系統畫面中能準確給出被監視設備的信息，并將提示信息在狀態欄上實時輸出。報警功能：報警系統與門禁系統、消防系統、GIS地理信息應用系統和綜合自動化系統實現聯動，當發生警報時，觸發錄像，自動調用報警場景的視頻畫面和電子地圖，以實現全程可視化調度功能。

4技術展望

4.1變電站監控的智能化

在新興技術的發展下，變電站監控系統有望通過各環節的智能化與集成化的實現，更好地與電力自動化系統融合，使得變電站更加可靠、經濟、高效，從而保證電力系統的安全生產，提高整個電網的科學管理水平。智能化主要表現在電氣事故錄像自動觸發、變電站現場圖像智能分析等方面。目前，變電站視頻監控系統能夠對場景中的人臉、動作等視頻信息進行智能分析，改進了變電站的監控方式。變電站的圖像識別有望由傳統的人工監視逐步過渡到智能型機器監視。

4.2視頻圖像的高清化

視頻監控系統的高清化不只是前端攝像頭高清化，而是整個系統的高清化，包括圖像采集、編碼傳輸、存儲、解碼輸出、中心管理平臺的高清等。目前部分廠商已經推出了500萬像素的網絡攝像機，如松下的WV-NP502、三星電子的SNC-M300等。但是視頻監控系統的高清化目前面臨著照度要求、性價比、壓縮傳輸、應用環境條件等多方面問題有待解決。

5結論

在無人值守變電站中建設視頻監控系統，有助于電網調度人員遠程監控變電站內的一次、二次設備，保障了變電站的穩定運行，提高了電網的管理水平和安全、經濟運行水平，是電力行業改革增效，提高勞動生產率的有效途徑。從模擬視頻監控到網絡視頻監控，從固定單一式監控到多路協同式監控，視頻監控系統歷經多個時代的發展走向成熟。新一代信息技術與視頻監控系統的不斷融合，正逐步向視頻數字化、監控網絡化、顯示高清化的趨勢發展。雖然在視頻壓縮、模式識別等方面能存在許多技術難題，但毫無疑問視頻監控系統具有相當廣闊的發展空間，會成為包括電力在內的各行業應用中的重要組成部分。

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（作者單位：國網新疆電力有限公司巴州供電公司）