變電站視頻監(jiān)控技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

李 清，孫蓉蓉，陳煥彬

（1.深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518048；2.南方電網(wǎng)深圳數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司，廣東 深圳 518034）

0 引 言

城市電力系統(tǒng)中，變電站承擔(dān)著電壓與電流的變化及分配任務(wù)，有效維護(hù)了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障了城市電力資源的正常供應(yīng)。因此，變電站在城市發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。近年來(lái)，隨著我國(guó)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及智能化設(shè)備的更新和優(yōu)化，視頻監(jiān)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用在變電站的正常運(yùn)營(yíng)中[1]。該監(jiān)控技術(shù)通過(guò)識(shí)別和檢測(cè)變電站生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些異常行為發(fā)出警告提示，有效保障了變電站的安全運(yùn)營(yíng)。

1 變電站應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)的意義

在電力系統(tǒng)中，變電站應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)，不但有效保障了電力設(shè)備的運(yùn)行安全，還極大地降低了供電過(guò)程中所出現(xiàn)的不必要損失，減少了電力企業(yè)在電力設(shè)備方面的成本投入。目前，我國(guó)很多變電站都在朝著無(wú)人或少人值守的方向發(fā)展，為視頻監(jiān)控技術(shù)提供了更加廣闊的發(fā)展空間。

整個(gè)電力系統(tǒng)的核心部分是變電站。電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境下，如果遇到變電站發(fā)生故障，則會(huì)直接導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷，對(duì)社會(huì)及國(guó)家發(fā)展造成不可估量的損失，因此保障變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得極其重要。視頻監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)變電站設(shè)備的運(yùn)行狀況，還能夠分析和處理采集到的變電站運(yùn)行的相關(guān)信息。當(dāng)其識(shí)別到異常情況時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)出告警提示，工作人員收到提示后能夠在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障部位進(jìn)行檢查維修，及時(shí)消除電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況，為變電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。某變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 某變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2 變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路以及需要遵循的原則

2.1 設(shè)計(jì)思路

變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站內(nèi)各電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，設(shè)計(jì)人員可在變電站內(nèi)設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，安裝高清攝像頭，使其及時(shí)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)字圖像處理技術(shù)及時(shí)分析和處理采集到的數(shù)據(jù)信息，并將分析結(jié)果輸送給硬盤(pán)進(jìn)行錄入。此外，定時(shí)發(fā)送錄入情況，提示工作人員進(jìn)行查看。某變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)部局結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 某變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)部局結(jié)構(gòu)圖

2.2 設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)人員在明確了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)后，就可著手進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)工作，在此過(guò)程中需要遵循以下幾個(gè)原則。

2.2.1 可靠性

由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行是保證變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要條件，對(duì)保證實(shí)現(xiàn)變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能起到積極意義。變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，因?yàn)樽冸娬粳F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息的采集需要通過(guò)視頻監(jiān)控完成，所以電力企業(yè)一定要保證計(jì)算機(jī)和攝像頭等硬件設(shè)備性能的穩(wěn)定性。

2.2.2 實(shí)用性

變電站中視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用主要是用計(jì)算機(jī)代替人工監(jiān)測(cè)各設(shè)備的。因此，設(shè)計(jì)人員要注意設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一定要實(shí)用，要能夠較好地滿足使用者的工作需求。此外，設(shè)計(jì)人員還要從整體角度進(jìn)行分析和考慮。所設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)不但要能夠正確顯示數(shù)據(jù)信息，還要能夠顯示出圖形信息，同時(shí)保持功能齊全和操作盡可能簡(jiǎn)單。

2.2.3 擴(kuò)展性

設(shè)計(jì)人員要充分結(jié)合變電站的實(shí)際情況，站在發(fā)展的角度，使得所設(shè)計(jì)出的視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠按照工作人員工作需求的變化進(jìn)行擴(kuò)展。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)邏輯架構(gòu)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況，選擇耦合性低、可塑性好、重用性高以及步數(shù)速度快的框架架構(gòu)。一般情況下，此種邏輯框架架構(gòu)包括視圖層、業(yè)務(wù)層以及數(shù)據(jù)庫(kù)共3個(gè)層面。其中，視圖層主要存儲(chǔ)短視頻監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的頁(yè)面及文件信息，用戶通過(guò)視圖層能夠清楚地理解視頻監(jiān)控系統(tǒng)的操作頁(yè)面，從而進(jìn)行正確的操作；業(yè)務(wù)層則主要負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控、設(shè)備管理、警示信息的發(fā)送以及報(bào)表統(tǒng)計(jì)等業(yè)務(wù)處理；數(shù)據(jù)庫(kù)一般與業(yè)務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，對(duì)系統(tǒng)中的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理等操作。

3 變電站視頻監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

3.1 功能模塊的實(shí)現(xiàn)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)中各功能模塊的實(shí)現(xiàn)是極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。當(dāng)一些模塊的功能實(shí)現(xiàn)后，應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行軟件測(cè)試，進(jìn)一步對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢驗(yàn)。此次在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了以下3個(gè)主要功能模塊。

3.1.1 視頻監(jiān)控管理模塊

這一模塊是變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心模塊。視頻監(jiān)控技術(shù)在變電站中的應(yīng)用，可以通過(guò)視頻監(jiān)控管理模塊對(duì)變電站中的各電氣設(shè)備和人員作業(yè)情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與視頻管理，通過(guò)監(jiān)控變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有效提高變電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。在視頻監(jiān)控管理模塊功能的實(shí)現(xiàn)方面，主要立足于變電站管理工作，相關(guān)工作人員通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻管理模塊功能及時(shí)獲取變電站內(nèi)各電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，進(jìn)而分析變電站的實(shí)際運(yùn)行情況。視頻監(jiān)控管理模塊中的監(jiān)控信息管理頁(yè)面如圖3所示，為變電站管理人員提供了所有監(jiān)控信息，工作人員登錄監(jiān)控信息管理頁(yè)面后，可以按照工作的需求選擇不同功能的模塊，還能夠通過(guò)此模塊查詢到監(jiān)控的類型、范圍、監(jiān)控設(shè)備的類型、告警等級(jí)以及報(bào)警聯(lián)系人等信息。

圖3 視頻監(jiān)控管理模塊

3.1.2 監(jiān)控設(shè)備管理模塊

變電站中應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員能夠通過(guò)監(jiān)控設(shè)備管理模塊查詢監(jiān)控設(shè)備的相關(guān)信息情況，從而對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行信息管理。變電站工作人員可通過(guò)此模塊實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的維護(hù)、增加、修改以及刪除等操作。對(duì)變電站來(lái)說(shuō)，通過(guò)監(jiān)控設(shè)備管理模塊使用較多的功能就是綜合信息的查詢，工作人員可根據(jù)工作需求和條件進(jìn)行信息查詢，輸入需要查詢的條件信息后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)查詢。

3.1.3 告警管理模塊

此模塊主要功能是信息管理、告警功能的設(shè)置以及告警信息的處理等。告警功能的設(shè)置是該模塊的核心，工作人員能夠通過(guò)此模塊設(shè)置告警方式、告警項(xiàng)目以及告警等級(jí)等。工作人員登錄告警管理模塊頁(yè)面可以查看到變電站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的類型、監(jiān)控的范圍、實(shí)施監(jiān)控工作的設(shè)備類型、監(jiān)控設(shè)備的名稱、所發(fā)出的告警等級(jí)以及告警類別等多個(gè)方面的信息。

3.2 軟件的實(shí)現(xiàn)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在正常運(yùn)行之前，相關(guān)工作人員一定要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件測(cè)試。由于變電站中使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)所具備的功能較多，因此技術(shù)人員可從中選取出一些比較重要的功能進(jìn)行測(cè)試。如告警功能，工作人員能夠通過(guò)接收告警功能發(fā)出的告警信號(hào)，及時(shí)處理變電站內(nèi)出現(xiàn)的異常情況。

4 結(jié) 論

變電站應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的重要因素。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，一定要保障視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)變電站的運(yùn)行情況。管理人員加強(qiáng)對(duì)變電站內(nèi)各電力設(shè)備的有效管理，保證各電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)促進(jìn)實(shí)現(xiàn)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行極其重要[2]。一般來(lái)說(shuō)，變電站內(nèi)有著極多的電氣設(shè)備，一旦變電站內(nèi)某條線路出現(xiàn)短路，輕則將會(huì)引發(fā)設(shè)備故障或火災(zāi)等事故，重則會(huì)影響變電站內(nèi)部工作人員的人身安全。視頻監(jiān)控技術(shù)包含告警功能，能夠?qū)⒆R(shí)別到的火災(zāi)信息快速地傳遞給工作人員，在降低火災(zāi)損失的同時(shí)，保障變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。近年來(lái)，隨著居民生活水平的提高，用電需求量日益增多，很多地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模也在日益擴(kuò)大，變電站內(nèi)的電氣設(shè)備逐漸增多，對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。希望各電力企業(yè)能及時(shí)完善視頻監(jiān)控系統(tǒng)的相應(yīng)功能，使其能夠更好地滿足變電站的發(fā)展使用需求，為我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。