電力系統(tǒng)需求分析

1、電力行業(yè)解決方案電力系統(tǒng)需求分析隨著電力部門網(wǎng)絡的全面改造，各變電站/所均實現(xiàn)無人值守，以提高生產效益。在電力調度通訊中心建立監(jiān)控中心，能夠對各變電站/所的有關數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠實時、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應 , 適應現(xiàn)代社會的發(fā)展需要，已經提到了電力部門的發(fā)展議事日程。目前，各局都設 立了運行管理值班室及調度部門， 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。 現(xiàn)在對運行監(jiān)視通常由各專業(yè)運行部門采用打電話來了解和判斷 處理故障。 各種運行管理聯(lián)系是松散的， 再依靠原始的人工方式已不能滿足通信網(wǎng)

2、的發(fā)展需 要。要跟上網(wǎng)絡發(fā)展步伐， 必須在健全和完善電力網(wǎng)絡的同時建立電力遙視警戒系統(tǒng)。 電力 遙視警戒系統(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/處理機采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過計算機網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。監(jiān)控中心接收編碼后的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控數(shù) 據(jù)，進行監(jiān)控，存儲、管理。電力遙視警戒系統(tǒng)的實施為實現(xiàn)變電站 /所的無人值守，從而 為推動電力網(wǎng)的管理逐步向自動化、 綜合化、 集中化、智能化方向發(fā)展提供有力的技術保障。我公司開發(fā)研制的以圖像監(jiān)控為主、 數(shù)據(jù)監(jiān)控為輔的變電站遙視警戒系統(tǒng)正適應了電力 部?quot;遙視"系統(tǒng)建設的需要。該系統(tǒng)為采用IP數(shù)字視頻方式，能夠對各變電站/所

3、的有關數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，能夠實時、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應 , 適應現(xiàn)代社會的發(fā)展需要。該系統(tǒng)對于設備運行的機 械狀況及規(guī)范管理有著顯著作用， 同時對安全防范、 環(huán)境狀況和對付自然災害等有著重大意 義，能起到切實提高無人 /少人值守變電站的安全水平。電力系統(tǒng)需求分析：一、總體需求變電站智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)的功能，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.1 通過圖像監(jiān)控、安防（防盜）系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保護無人值守或少人值守變電站人員和 設備的安全。1.2 通過圖像監(jiān)控結合遠程和本地人員操作經驗的優(yōu)勢，避免誤操作。1.3 通過圖像監(jiān)控、 燈光聯(lián)動、 環(huán)境監(jiān)控

4、監(jiān)視現(xiàn)場設備的運行狀況， 起到預警和保護的作用。1.4 配合其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動化系統(tǒng)等）的工作。、用戶主要需求規(guī)范2.1 監(jiān)控對象2.1.1 變電站廠區(qū)內環(huán)境。2.1.2 主變壓器外觀及中性點接地刀。2.1.3 對變電站內的全部戶外斷路器、隔離開關和接地刀閘的合分狀態(tài)給出特寫畫面。2.1.4 對變電站內各主要設備間的監(jiān)視 （包括大門、控制室、繼保室、通信室、高壓室、 電容器室、電抗器室、低壓交流室等）。2.2 系統(tǒng)功能2.2.1 監(jiān)視和錄像功能 利用安裝在監(jiān)視目標區(qū)域的攝像機對生產設備和環(huán)境進行監(jiān)控和錄像， 并將被監(jiān)視目標 的動態(tài)圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心， 監(jiān)控中心可將控制信號發(fā)送到設在變電

5、站的監(jiān)控主機， 實現(xiàn)各 種控制。監(jiān)控中心、變電站運行維護人員通過業(yè)務臺或監(jiān)控主機對變電站監(jiān)控范圍的目標區(qū)域中 設備或現(xiàn)場進行監(jiān)視， 同時在業(yè)務臺或監(jiān)控主機上完成對變電站攝像機的控制（左右、 上下、遠近景、調焦等），畫面切換的控制和錄像控制。監(jiān)控中心可通過系統(tǒng)的瀏覽功能查看監(jiān)控中心或遠程變電站的錄像或圖片。2.2.2 報警功能報警類別： 消防報警、防盜報警、動態(tài)檢測系統(tǒng)實現(xiàn)告警錄像，同時傳送報警信息和相 關圖像至監(jiān)控中心， 并自動在地理區(qū)域圖上或相關表格進行提示， 顯示報警的內容和具體位 置。系統(tǒng)告警時能聯(lián)動相關設備，如燈光、警笛等。 當發(fā)生報警時，能把報警信息發(fā)送到指定的移動電話上。2.2.3

6、 控制功能 被授權的網(wǎng)上任一操作人員能對任一攝像點進行控制， 實現(xiàn)對攝像機視角、 方位、焦距、 光圈、景深的調整，進行云臺的預置和控制。應保證控制唯一性， 當某個操作人員對設備進行控制時， 其它同級操作人員則不能控制。<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 系統(tǒng)設計原則：<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 一、變電站遙視警戒系統(tǒng)設計原則1.1 系統(tǒng)充分體現(xiàn)了先進性、智能性、高性價比原則。1.2 可擴展性1.2.1 為了適宜未來系統(tǒng)擴展的要求，系統(tǒng)在滿足現(xiàn)有功能的基礎上預留足夠的接口以 便系統(tǒng)擴充之用。系統(tǒng)中控制部件（軟、硬件）采用模塊式結構、模組式交

7、換矩陣、內部總 線化等技術措施，可以方便靈活的進行擴充，充分保證系統(tǒng)在將來的適應性。1.2.2 靈活的組網(wǎng)方式，方便被監(jiān)控變電站的增加。1.2.3 幾個視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以作為子系統(tǒng)組成更大的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可按多級（至少三 級）組網(wǎng)的方式， 形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡， 高一級監(jiān)控中心能管理和監(jiān)控低一級監(jiān)控中心的 運行。1.3 開放性 整個系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，兼容性強，能與現(xiàn)有電力 MIS 網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)（如變電 站自動化系統(tǒng)）互融，提供完整的維護業(yè)務平臺。1.4 靈活性1.4.1 系統(tǒng)可以很方便進行軟件升級，保證用戶投資。1.4.2 可調節(jié)圖像質量與帶寬占用， 系統(tǒng)采用軟件編解碼， 可以根據(jù)用戶需求

8、調節(jié)幀數(shù)、 分辨率、圖像質量等。1.4.3 多種圖像瀏覽方式，包括單畫面、四畫面、九畫面、十六畫面多種瀏覽方式。1.4.4 系統(tǒng)支持基于瀏覽器技術的網(wǎng)絡瀏覽功能，可以方便靈活的使用。1.5 先進性采用國際最新的 MPEG-1 圖像壓縮處理技術，圖像清晰，畫面質量高，占用帶寬小， 實時性強。1.6 實時性視頻延時小于 0.5S 。1.7 可靠性1.7.1 具有設計獨到的視頻流量管理功能，保證網(wǎng)絡通暢。1.7.2 實行操作權限管理，保證統(tǒng)一、規(guī)范管理。1.7.3 系統(tǒng)具有自診斷功能。1.7.4 系統(tǒng)具備防雷和抗強電干擾能力，可適應變電站中強電磁工作環(huán)境。1.7.5 系統(tǒng)的平均無故障工作時間 MTB

9、F>50000 小時。1.8 完善性1.8.1 具有強大的數(shù)據(jù)和告警的采控和處理功能。 當發(fā)生報警時，能把報警信息以短消息形式發(fā)送到指定移動電話上。 與數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的無縫結合，實現(xiàn)告警時燈光、警笛聯(lián)動并錄像。1.8.2 功能完善的錄像管理體系。系統(tǒng)可選用手動、告警、定時錄像三種錄像方式；提 供指定周期的滾動刪除功能，有效防止存儲空間耗盡。1.8.3 系統(tǒng)具備完善的控制功能： 系統(tǒng)設權限管理，對不同級別的用戶給予不同的權限，有效防止越權操作。 被授權的網(wǎng)上任一操作人員可對任一攝像點進行控制， 實現(xiàn)對攝像機視角、 方位、焦距、 光圈、景深的調整。進行云臺的預置和控制。1.8.4 有專為電力系

10、統(tǒng)監(jiān)控設計的紅外測溫和門禁管理功能接口。1.9 良好的硬件平臺 系統(tǒng)硬件平臺為機架式設計，實現(xiàn)高度一體化、高度工程化，便于施工、安裝、調試。1.10 良好的軟件平臺 系統(tǒng)的軟件操作簡便、模塊化結構，能應用于 Windows 等操作系統(tǒng)。<B&NBSP;CLASS=STYLE20> 系統(tǒng)特色與主要技術手段：一、系統(tǒng)特色1.1 整個系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)， 兼容性強， 能與現(xiàn)有電力 MIS 網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)互融， 提供 完整的維護業(yè)務平臺。1.2 可多級靈活組網(wǎng)、任意組合。1.3 采用國際最新的 MPEG-1 圖像壓縮處理技術， 圖像清晰， 畫面質量高， 占用帶寬小，實 時性強。1

11、.4 具有設計獨到的視頻流量管理功能和功能完善的錄像管理體系。1.5 具有強大的數(shù)據(jù)和告警的采控和處理功能。1.6 系統(tǒng)穩(wěn)定性高，體積小，便于安裝。是高度工程化的產品。1.7 有專為電力系統(tǒng)監(jiān)控設計的紅外測溫和門禁管理功能接口。1.8 系統(tǒng)具有很強的安全性，適合電力系統(tǒng)的要求。1.9 系統(tǒng)支持基于瀏覽器技術的網(wǎng)絡瀏覽功能，可以方便的使用。1.10 系統(tǒng)設備先進，五年內不會因技術陳舊造成整個系統(tǒng)性能不高和過早淘汰。<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 二、主要技術手段<P&NBSP;ALIGN=LEFT>2.1 流媒體管理技術對于一個基于 TCP/IP

12、網(wǎng)絡的圖像傳輸系統(tǒng)，如果僅僅滿足于圖像能在網(wǎng)絡上傳輸，那 是遠遠不夠的。 由于視頻源眾多， 情況各異， 圖像監(jiān)控所需的視頻傳輸數(shù)據(jù)往往會彼此或和 其他系統(tǒng)爭用帶寬。若只有一、二個視頻源，情況尚可忍受；若視頻源超過一定數(shù)目，需要 調看圖像的用戶又多的話，局面就會混亂不堪。其后果就是圖像質量下降、延遲、停滯，甚 至造成系統(tǒng)癱瘓。無疑這是用戶所不能接受的。 變電站遙視警戒系統(tǒng)采用強大的流媒體軟件技術專門設計了適合變電站遙視警戒系統(tǒng)所使 用的視頻服務器軟件。 它的主要作用是根據(jù)網(wǎng)絡帶寬、 流量和用戶的請求合理地分配各個視 頻流數(shù)據(jù)的傳輸，并可以依據(jù)用戶網(wǎng)絡的實際情況采取網(wǎng)絡多播( MutilCast

13、)技術以降低 多個用戶請求同一視頻流數(shù)據(jù)時的網(wǎng)絡流量。 從而保證了圖像質量， 有效降低了在多用戶并 發(fā)操作下的圖像延遲和帶寬占用。同時也保證了高級別用戶可以及時有效地獲取所需信息。 并且使變電站遙視警戒系統(tǒng)的采用不會影響在同一網(wǎng)絡上用戶其他系統(tǒng)的正常運行。2.2 數(shù)據(jù)采控技術包括所有模擬信號、 開關信號、 電壓電流的采集及設備遠程控制等，相對來說，這是遙 測遙控系統(tǒng)中比較成熟的技術。 AnyShow 變電站遙視警戒系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采控模塊系統(tǒng)穩(wěn)定， 準確性高。通過網(wǎng)絡視頻服務器的 485 總線方式，可以很方便接入各種數(shù)據(jù)采集設備。本 方案采用我公司開發(fā)生產的一體化數(shù)據(jù)采集平臺， 具有數(shù)字輸入量， 模

14、擬輸入量和數(shù)字控制 量的平滑接入能力，用于采集紅外、門禁等告警數(shù)據(jù)，準確率高，反應時間短，是一款高性 能的數(shù)據(jù)采控產品。2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術TCP/IP 網(wǎng)絡協(xié)議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網(wǎng)絡協(xié)議。 變電站遙視警戒系統(tǒng)在 TCP/IP 網(wǎng)絡協(xié)議之上開發(fā)了專用通訊層， 針對圖像數(shù)據(jù)的混合傳輸做了優(yōu)化處理， 適合多點視頻和 數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸， 降低了系統(tǒng)資源的占用率。 同時設計了專用文件傳輸協(xié)議， 用于錄像文件 的傳輸。該通訊層支持多種 TCP/IP 協(xié)議的傳輸，包括 TCP 、UDP 、多播等。2.4 數(shù)據(jù)存儲、處理、分析技術 為了對告警數(shù)據(jù)進行分析處理，變電站遙視警戒系統(tǒng)使用了 Microsoft

15、 公司的SQL Server 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并成功地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的分布存儲和訪問，有效地降低了系統(tǒng)負 擔，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，系統(tǒng)支持對數(shù)據(jù)的多種查詢和分析方式。 同時系統(tǒng)提供了各類數(shù)據(jù)庫。主要有告警數(shù)據(jù)庫、 歷史統(tǒng)計值數(shù)據(jù)庫、 實時曲線數(shù)據(jù)庫、系 統(tǒng)事件數(shù)據(jù)庫。從而為整體數(shù)據(jù)的存儲、處理及分析提供了強有力的依據(jù)。系統(tǒng)結構組成與系統(tǒng)組網(wǎng)方式 :一、系統(tǒng)結構組成1.1 前端變電站數(shù)量電力變電站遙視警戒系統(tǒng)不限定前端變電站 /所的數(shù)量，但前端變電站 / 所的數(shù)量會影響 整個系統(tǒng)的性能。 變電站遙視警戒系統(tǒng)在前端變電站 / 所少于等于 32 個時系統(tǒng)性能最佳。 在前端變電站 /所少于等于 6

16、4 個時，系統(tǒng)性能基本不受影響。 當前端變電站 /所數(shù)量大于 64 個 時，通常的做法是將這些變電站 /所拆分成若干個分控中心 （每個分控中心的前端變電站 /所數(shù) 量小于 64 個 ）。在這些分控中心之上再建立一個監(jiān)控中心，從而組成一個樹型網(wǎng)絡結構。 監(jiān)控中心主要完成一些對分控中心的管理（包括非實時管理，如報表、統(tǒng)計等和實時管理即接管）。<P&NBSP;ALIGN=CENTER><IMG&NBSP;SRC=" 20076.gif? border="0" 15 2007-6Upload GCZX> <P&NBSP

17、;ALIGN=LEFT>1.2 傳輸信道選擇目前，對于變電站遙視警戒系統(tǒng)通常有以下幾種傳輸方式：以太網(wǎng)傳輸方式以太網(wǎng)傳輸方式要求各變電站 （所） 的光纖或微波設備提供以太網(wǎng)接口， 以便于變電站 （所）的圖像、聲音及數(shù)據(jù)經監(jiān)控主機通過以太網(wǎng)接口上傳至監(jiān)控中心。 或者要求變電站 （所） 已經和監(jiān)控中心通過局域網(wǎng)相連。變電站 （所）的圖像、聲音及數(shù)據(jù)經監(jiān)控主機通過以太網(wǎng) 經過各級路由器、交換機或 HUB 上傳至監(jiān)控中心。2M-以太傳輸方式2M-以太傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設備提供2M 接口，以便于變電站（所）的圖像、聲音及數(shù)據(jù)經監(jiān)控主機通過2M-以太網(wǎng)橋上傳至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心通過2M

18、-以太網(wǎng)橋將各變電站 （所） 的上傳的圖像、 聲音及數(shù)據(jù)匯集到中心網(wǎng)絡交換器上與局域網(wǎng)上其 他機器連接，供其進行處理。2M 模擬傳輸方式2M 模擬傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設備提供 2M 接口，以便于變電站（所） 的圖像、及數(shù)據(jù)經 2M 圖像編碼器上傳至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心經 2M 圖像解碼器將各變電站 （所） 的圖像解碼到模擬監(jiān)視器或電視墻上， 或經過二次編碼接入中心以太網(wǎng)。 同時將各個 變電站（所）的數(shù)據(jù)匯集以便集中管理。以上幾種傳輸方式的性能比較如下表：<P&NBSP;ALIGN=CENTER><P&NBSP;ALIGN=LEFT><IMG&NBSP;SRC=" 15 2007-6 Upload GCZX2484.gif? border="0">1.3 系統(tǒng)整體組網(wǎng)結構 變電站遙視警戒系統(tǒng)可按行政區(qū)域劃分，采用星形拓撲三級組網(wǎng)結構，如圖所示:<FONT&NBSP;SIZE=2><P&NBSP;ALIGN=CENTER><IMG&NBSP;STYLE="