【摘 要】通過國家智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，研究了變電站智能化在智能電網(wǎng)建設中的重要性以及變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對該系統(tǒng)的基本構成、工作原理和特點進行了闡述。該系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像采集，圖標顯示，歷史記錄存儲以及事故報警綜合處理等功能。可以實時顯示和采集數(shù)據(jù)，并且可通過局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)在遠程實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制和運行數(shù)據(jù)的傳輸，實現(xiàn)資源共享。為生產(chǎn)運行人員和各級領導及職能部門及時的提供變電站各種現(xiàn)場信息，使變電站的運行更加安全。
 

【關鍵詞】智能電網(wǎng)；變電站；監(jiān)控系統(tǒng)；遠程控制

0 引言

變電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。隨著用電負荷的快速增長和負荷密度的加大，變電站的電壓等級和變電容量不斷提高，對供電要求也越來越高。因此，必須提高變電站的遠程監(jiān)控系統(tǒng)智能化水平。傳統(tǒng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)的模擬的監(jiān)控方案，施工困難，維護困難，視頻監(jiān)看模糊，數(shù)據(jù)采集困難等。本次方案設計采用全網(wǎng)絡智能高清化解決方案，相對于傳統(tǒng)監(jiān)控解決方案來講全網(wǎng)絡智能高清化解決方案戰(zhàn)略，結合網(wǎng)絡嵌入式解碼設備，迎合數(shù)字化、高清趨勢，增強整體解決方案能力，數(shù)字化、網(wǎng)絡化，為用戶提供更加合理的方案。
 

1 設計方案

1.1 系統(tǒng)構成

整個變電所監(jiān)控系統(tǒng)由變電所站端系統(tǒng)設備，監(jiān)控中心系統(tǒng)設備及網(wǎng)絡客戶端三個部分組成。系統(tǒng)結構如圖1所示：

1.1.1 站端系統(tǒng)

站端系統(tǒng)主要指變電所的圖像、報警、消防采集與處理，設備主要包括攝像機系統(tǒng)（攝像頭及其輔助設備如護罩、云臺、解碼器等）、紅外/煙霧報警器、網(wǎng)絡視頻編碼服務器等。

站端從攝像機到網(wǎng)絡視頻編碼服務器間采用的是傳統(tǒng)的模擬信號處理方式，即根據(jù)監(jiān)控場所環(huán)境和安裝位置要求，有室內安裝和室外安裝兩種形式，以及攝像頭的控制類型包括固定（不可控）式和云臺/鏡頭可控式兩種形式。前端攝像頭的視頻（音頻）信號通過模擬音視頻線、光纖集中傳輸?shù)秸緝葯C房的嵌入式網(wǎng)絡視頻編碼服務器，由網(wǎng)絡視頻編碼服務器對模擬信號進行編碼壓縮（采用MPEG 4）后編碼為數(shù)字方式的IP信號，并通過TCP/IP網(wǎng)絡向遠端的監(jiān)控中心傳輸。對可控的云臺/鏡頭的控制，通過從網(wǎng)絡視頻編碼服務器接出的RS485的控制線來實現(xiàn)，發(fā)出控制信號命令的可以是由遠端的分控或主控中心通過TCP/IP網(wǎng)絡發(fā)出的控制命令。

另外也可以在網(wǎng)絡視頻編碼服務器上接入駐極體話筒和喇叭（或有源音響），用于語音對講；接入紅外報警探頭以及門磁等設備，用于入侵檢測報警；接入聲光報警器，一旦發(fā)現(xiàn)有非法入侵，即予發(fā)出聲光報警信號。同時，可以將報警信號與攝像機的預置位關聯(lián)，聯(lián)動控制攝像機的云臺/鏡頭到相應位置，自動捕捉需要的畫面。

       1.1.2 監(jiān)控中心系統(tǒng)

監(jiān)控中心為系統(tǒng)的維護和管理中心，是整個系統(tǒng)的核心，主要負責視音頻信息的處理，包括遠程監(jiān)視、錄像、回放等；系統(tǒng)的控制，包括對站端的云臺、鏡頭控制等；系統(tǒng)的管理，包括系統(tǒng)設置/配置等。

監(jiān)控中心系統(tǒng)的設備主要包括中心服務器、視頻工作站以及控制軟件、存儲設備和介質、電子地圖/報警管理主機、圖像顯示電視墻等，對下屬所有變電站的站端設備（信號）進行集中監(jiān)控錄像和報警管理。

      1.1.3 網(wǎng)絡客戶端

網(wǎng)絡客戶端用戶必須登陸監(jiān)控中心的服務器，輸入用戶名和密碼，完成身份驗證后方可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

       1.2 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

1.2.1 視頻監(jiān)控部分

采用智能跟蹤網(wǎng)絡高清云臺，用于監(jiān)看變電站站內和站外的視頻監(jiān)控，其中遠距離傳輸用光纖高速球。同時前端還配置了網(wǎng)絡硬盤錄像機，用于采集、上傳實時視頻。當產(chǎn)生報警時，網(wǎng)絡硬盤錄像機聯(lián)動對應的球機，球機將視角自動轉到報警點位，使工作人員可以清楚的監(jiān)看到現(xiàn)場的情況。網(wǎng)絡硬盤錄像機具備移動監(jiān)測報警和外部報警，即當有人在開閉所走動時和外部報警信號觸發(fā)時，都會產(chǎn)生報警并且在中心平臺上聯(lián)動視頻監(jiān)看。
 

1.2.2 環(huán)境量監(jiān)測

采用燈光控制器、電子圍欄、紅外雙鑒、門禁、煙感探測器、風速探測器、溫濕度探測器和水浸探測器，這些探測器通過無線傳感網(wǎng)將探測到的數(shù)據(jù)上傳，傳送到智能變電站視頻監(jiān)控中心系統(tǒng)，系統(tǒng)平臺對這些數(shù)據(jù)進行處理和響應。

當電子圍欄、門禁、紅外雙鑒、煙感探測器產(chǎn)生報警時，這些設備產(chǎn)生報警信號上傳到網(wǎng)絡硬盤錄像機，網(wǎng)絡硬盤錄像機聯(lián)動球機自動追蹤到產(chǎn)生報警的設備上，同時網(wǎng)絡硬盤錄像機上傳報警信號到智能變電站綜合監(jiān)控平臺，平臺自動跳轉到報警視頻上。假設煙感探測器檢測到煙霧濃度超過正常值，產(chǎn)生報警后，平臺可以直接監(jiān)看到球機已經(jīng)轉到煙感探測器的位置，直接清楚的監(jiān)看到現(xiàn)場的情況。

當風速探測器、溫濕度探測器、水浸探測器產(chǎn)生報警時，這些設備產(chǎn)生的報警信號通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)街悄茏冸娬揪C合監(jiān)控平臺，平臺自動聯(lián)動到前端球機，用戶可以直接監(jiān)看到前端視頻。假設水浸探測器檢測到有水超過正常值，它將觸發(fā)報警信號，通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)狡脚_上。平臺可以直接監(jiān)看到球機已經(jīng)轉到水浸探測器的位置，直接清楚的監(jiān)看到現(xiàn)場的情況。
 

1.2.3 中心服務器部分

中心服務器是整個系統(tǒng)的核心。其主要功能如下：

①對所有前端主控設備（PC-DVR、EM-DVR、DVS）遠程管理和維護；

②管理包括視頻工作站、電子地圖/數(shù)字矩陣/報警管理主機在內的指揮中心設備；

③集中管理用戶和用戶權限；

④顯示所有設備工作狀態(tài)。
 

1.2.4 電子地圖/報警管理主機部分

①遞進式的二級電子地圖功能；

②遠程接收和管理報警功能；

③日志管理功能；

④方便快捷的圖像調取和云臺控制功能。
 

1.2.5 監(jiān)控中心系統(tǒng)

監(jiān)控中心系統(tǒng)是集控中心部分，主要由圖像監(jiān)控服務器，監(jiān)控管理系統(tǒng)和監(jiān)控客戶終端組成。主要完成圖像接收，圖像解碼，用戶登陸管理，優(yōu)先權的分配，控制信號的協(xié)調，圖像的實時監(jiān)控，錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復等。具體是監(jiān)控中心負責管理各遠端或近端的監(jiān)控現(xiàn)場設備，監(jiān)控中心與變電所一一對應設置的解碼設備將圖像及報警信號還原后送到主控計算機，通過主控計算機顯示圖像和記錄變電所的各設備、儀器儀表的情況，同時圖像也可以在單獨配置的大屏幕上顯示。監(jiān)控中心能夠隨意切換控制各變電所所有攝像機，當某變電所發(fā)生告警時，通過前端的網(wǎng)絡服務器可產(chǎn)生聯(lián)動控制，如聯(lián)動聲光報警，并自動將攝像機切換到告警現(xiàn)場，監(jiān)控中心可以自動啟動錄像。在電力局本部局域網(wǎng)內，可以通過安裝客戶端，根據(jù)權限的不同供局本部其它網(wǎng)絡用戶操作或瀏覽。
 

2 總結

目前，雖有對各專業(yè)的運行歸口協(xié)調職能，但不能及時掌握運行狀況和指揮處理運行障礙。各種運行管理聯(lián)系松散，依靠原始的人工方式已不能滿足電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的需要。要跟上發(fā)展步伐，必須在健全和完善電力網(wǎng)絡的同時建立電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)將變電站的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控數(shù)據(jù)由變電站前端的設備采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)對前端變電站“立體式”監(jiān)管。

【參考文獻】

[1]熊銀信，朱永利.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]黃益莊.變電站綜合自動化技術[M].北京：中國電力出版社，2003.

[3]王志剛.綜合自動化變電站微機監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].山西建筑，2002（01）：157.

[4]于洋，張明揚.變電站綜合自動化微機監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].電氣時代，2002（04）：32.

[5]戴爾昌.對變電站綜合自動化的發(fā)展論述[J].黑龍江科技信息，2003（03）：87.

[6]唐志.變電站多媒體遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計[J].華北電力技術，2001（12）：12.

[責任編輯：楊玉潔]