淺析電力遙視系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用

1、淺析電力遙視系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用時間：2010-4-1217:05:53電力遙視系統(tǒng)是因應(yīng)變電站無人值守和安全生產(chǎn)運(yùn)行的需求而產(chǎn)生的，是對電力四遙”遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充。它通過結(jié)合計(jì)算機(jī)、數(shù)字視頻、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)，將變電站現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行、環(huán)境安全等情況實(shí)時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，使得管理人員及時了解各個變電站現(xiàn)場情況，從而解決了變電站無人值守后存在的一系列問題，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可視化調(diào)度，提高變電站運(yùn)行和維護(hù)的安全性和可靠性提供了條件。隨著應(yīng)用的不斷深入，遙視系統(tǒng)的互聯(lián)互通成為當(dāng)前亟待解決的問題。遙視系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展早期模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，技術(shù)上比較成熟，產(chǎn)品也很完善。但是由于存在較多局

2、限性，如視頻無法遠(yuǎn)距離傳輸、傳輸信號易受干擾、需要大量錄像帶存儲并且不易保存等問題，無法適應(yīng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，因此并未在電力系統(tǒng)中得到大規(guī)模的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代中期以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)以及綜合自動化技術(shù)的發(fā)展，變電站的自動化水平不斷提高，電網(wǎng)企業(yè)大多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了具有四遙”遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）功能的綜合自動化系統(tǒng)。但是由于四遙”的操作結(jié)果不可視，并且僅有四遙”并不能支持對變電站環(huán)境，如防盜保安、防火、防爆、防浸、防水、防泄漏、消防安全等的監(jiān)測，因此許多無人值守變電站仍然采用少人值班。為了實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人值守，實(shí)時監(jiān)控變電站設(shè)備的運(yùn)行狀況和環(huán)境狀況，并在發(fā)現(xiàn)異常時及

3、時采取必要的處理措施，逐步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可視化調(diào)度，使電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行更為安全、可靠，電力系統(tǒng)必須通過電力通信網(wǎng)絡(luò)在所屬變電站建立遠(yuǎn)程實(shí)時圖像監(jiān)控處理系統(tǒng)，即遙視系統(tǒng)。遙視”作為四遙”的有益補(bǔ)充和完善，與遙測、遙信、遙控、遙調(diào)合稱五遙”。遙視系統(tǒng)目前在全國各個地區(qū)電力系統(tǒng)中得到了全面的應(yīng)用。五遙”的結(jié)合越來越緊密，對提高變電站運(yùn)行的安全性、可靠性，實(shí)現(xiàn)變電站無人值守與可視化調(diào)度提供了可靠的保證，大大減少運(yùn)行與維護(hù)人員的數(shù)量，顯著提高運(yùn)行管理水平。遙視系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)、通信管理系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)集成的關(guān)系也越來越緊密，各個部門對遙視系統(tǒng)提出的要求也越來越高。遙視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)由于電力系統(tǒng)的變電站布局

4、分散、到中心的距離較遠(yuǎn)、網(wǎng)絡(luò)帶寬有限等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的圖像監(jiān)控系統(tǒng)并不能完全滿足電力系統(tǒng)的要求，基于此種電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)特殊性及電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)特殊性，遙視系統(tǒng)也形成了其獨(dú)有的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。遙視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一個地區(qū)遙視監(jiān)控系統(tǒng)分為監(jiān)控中心，集控中心和變電站三級結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置。遙視系統(tǒng)按照設(shè)備和控制軟件所在的地點(diǎn)，可以分為現(xiàn)場監(jiān)控部分、網(wǎng)絡(luò)傳輸部分和監(jiān)控中心三大部分?，F(xiàn)場監(jiān)控部分：位于變電站現(xiàn)場，主要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場圖像監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、圖像實(shí)時傳輸、錄像本地存儲、報(bào)警監(jiān)控、其他系統(tǒng)接入等功能;網(wǎng)絡(luò)傳輸部分：遙視系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)模式是以監(jiān)控中心為連接中心構(gòu)成的一個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，基本網(wǎng)絡(luò)通道是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)，監(jiān)控遠(yuǎn)端和監(jiān)控中心都在同

5、一個局域網(wǎng)之中。事實(shí)上，遙視系統(tǒng)可以在任何支持IP的傳輸網(wǎng)上運(yùn)行，傳輸線路可采用LAN、DDN、數(shù)字微波、數(shù)字光纖、xDSL等，但考慮到成本和圖像質(zhì)量要求，傳輸通道一般以2M的E1通道為主;其他MIS辦公網(wǎng)絡(luò)、SCADA等通過防火墻與遙視系統(tǒng)聯(lián)通;監(jiān)控中心部分：包括區(qū)域監(jiān)控中心和主控中心，根據(jù)實(shí)際需求，通常在監(jiān)控中心、集控站、調(diào)度中心、變電部門設(shè)立多臺監(jiān)控工作站。在一臺監(jiān)控工作站上可同時監(jiān)控一個或多個變電站端的現(xiàn)場圖像。通過此方式，操作人員在監(jiān)控中心即可實(shí)現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的控制如視頻控制、告警處理、設(shè)備管理、人員管理、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)維護(hù)等。在監(jiān)控中心，需要一個中心管理服務(wù)器，它負(fù)責(zé)權(quán)限競爭管理

6、、資源管理、策略管理、報(bào)警接收和聯(lián)動控制等，我們稱之為系統(tǒng)服務(wù)器。通常情況下，系統(tǒng)服務(wù)器在站端發(fā)生告警時，將根據(jù)預(yù)定的策略顯示當(dāng)前最緊急的告警，并引導(dǎo)產(chǎn)生一系列動作。目前，在一些地區(qū)將遙視系統(tǒng)分為省級主站、地區(qū)主站、站端系統(tǒng)三級。系統(tǒng)平臺是整個遙視系統(tǒng)的核心，省級主站主要負(fù)責(zé)全省范圍內(nèi)遙視系統(tǒng)的查看及相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的統(tǒng)計(jì);地區(qū)級主站主要負(fù)責(zé)管轄地區(qū)內(nèi)所有視頻及變電站信息，并對站端系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通常在地區(qū)級主站下設(shè)區(qū)域巡檢中心，只負(fù)責(zé)一定數(shù)量的變電站管理，另外在省級主站及地區(qū)級主站都可設(shè)置應(yīng)急指揮平臺，用于應(yīng)對突發(fā)情況。最終使得各省遙視系統(tǒng)在電網(wǎng)公司匯集，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司范圍內(nèi)的遙視系統(tǒng)大統(tǒng)一

7、。遙視系統(tǒng)的特點(diǎn)總的來說，電力遙視系統(tǒng)主要有以下幾個特點(diǎn)，結(jié)合這些特點(diǎn)，也對遙視系統(tǒng)的建設(shè)提出了相應(yīng)要求。1、距離較遠(yuǎn)，地點(diǎn)分散。變電站的分布比較分散，與管理控制中心的距離比較遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)可達(dá)幾十公里，甚至上百公里。在電力系統(tǒng)的管理上，一般每個220kV變電站作為集控站下轄10個左右的110kV的變電站，負(fù)責(zé)它們的運(yùn)行和維護(hù)管理工作。2、網(wǎng)絡(luò)帶寬有限。由于距離較遠(yuǎn)，基于成本等多方面因素的考慮，通常分配給遙視系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬非常有限。一般情況下，每個變電站到監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)只有2M帶寬，而每個變電站的攝像機(jī)至少有十幾個，這就給網(wǎng)絡(luò)傳輸提出了限制要求。即使一些建立了千兆帶寬專有網(wǎng)的發(fā)達(dá)地區(qū)，分配給遙視系統(tǒng)

8、的帶寬依然有限，無法將變電站內(nèi)每一路監(jiān)控圖像都上傳到監(jiān)控中心。所以H.264編解碼壓縮算法、IP組播、RTP/RTCP傳輸控制等技術(shù)就成了基本要求。3、集中管理，分布式運(yùn)行。由于遙視系統(tǒng)要給管理、變電、調(diào)度、巡檢等多個部門人員使用，而這些部門所關(guān)心的內(nèi)容及管轄范圍各不相同，為了便于管理，遙視系統(tǒng)設(shè)有中心管理服務(wù)器，用于系統(tǒng)的統(tǒng)一運(yùn)行維護(hù)管理。同時中心管理服務(wù)器還負(fù)責(zé)系統(tǒng)的權(quán)限分配、控制權(quán)競爭管理、報(bào)警管理等調(diào)度管理工作。由于采用變電站無人管理，目前全國大部分地區(qū)的110kV及以下的變電站都實(shí)現(xiàn)無人或少人管理，而在集控站設(shè)立監(jiān)控工作站，有專人負(fù)責(zé)通過遙視進(jìn)行定時視巡檢工作，這樣就使得過去每三天一

9、次的變電站現(xiàn)場巡檢可以延長到八天左右，通過遙視系統(tǒng)還可以發(fā)現(xiàn)場巡檢無法或很難發(fā)現(xiàn)的問題。4、監(jiān)控內(nèi)容較多，環(huán)境惡劣。相比較其他行業(yè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，遙視系統(tǒng)不僅要監(jiān)控變電站內(nèi)安防情況，還要實(shí)時的設(shè)備運(yùn)行情況，以及隨時了解變電站內(nèi)的其他環(huán)境情況，如圍墻紅外報(bào)警、控制室的溫濕度、水浸情況、消防情況等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常時要及時進(jìn)行處理;當(dāng)溫濕度超標(biāo)時控制空調(diào)或風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行調(diào)控，如發(fā)生紅外、水浸等報(bào)警時，進(jìn)行自動錄像，聯(lián)動聲、光報(bào)警等設(shè)備，并上傳報(bào)警信息到控制中心;在有些地區(qū)還要求將消防系統(tǒng)與110報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動等。由于變電站所處的雷擊、電暈、噪音、電磁場干擾等的復(fù)雜環(huán)境環(huán)境，對于遙視設(shè)備的要求較高，

10、尤其是變電站的場地，目前有些地區(qū)對攝像機(jī)的電磁兼容性要求較高，甚至一些地區(qū)要求必須滿足EMC4標(biāo)準(zhǔn)。遙視系統(tǒng)的功能與技術(shù)應(yīng)用遙視系統(tǒng)主要完成安全防范及設(shè)備監(jiān)控功能，以保障變電站范圍內(nèi)的防盜及設(shè)備正常運(yùn)行。除常規(guī)監(jiān)控防盜功能外，還包括變電站內(nèi)溫濕度、水浸、空調(diào)、有害氣體濃度等環(huán)境量的監(jiān)控、在設(shè)定時間間隔內(nèi)對站內(nèi)攝像機(jī)（含預(yù)置位）進(jìn)行自動巡檢、與SCADA、消防、MIS辦公網(wǎng)絡(luò)等其它系統(tǒng)互聯(lián)等。通過與SCADA系統(tǒng)的聯(lián)動，當(dāng)調(diào)度人員進(jìn)行操作時，遙視系統(tǒng)及時顯示操作對象的視頻，能夠馬上看到操作結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)錯誤，從而減少或避免生產(chǎn)事故的發(fā)生;通過與消防系統(tǒng)的連接，能夠及時將消防報(bào)警情況以視頻的方式反

11、饋給工作人員;當(dāng)系統(tǒng)報(bào)警后還可自動轉(zhuǎn)接到110報(bào)警系統(tǒng)確保變電站的安全;通過與辦公網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，擴(kuò)大了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，使得領(lǐng)導(dǎo)可以隨時了解生產(chǎn)運(yùn)行情況。此外，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲、移動接入、無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、智能分析（行為分析與圖像分析）等不斷出現(xiàn)的新技術(shù)正在逐漸得到電力系統(tǒng)的認(rèn)可并應(yīng)用到遙視系統(tǒng)中。通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)及網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備的應(yīng)用，可以減少工程施工復(fù)雜程度，同時便于系統(tǒng)擴(kuò)展及分布式存儲的應(yīng)用;無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以滿足用戶的一些特殊要求，尤其是隨著3G技術(shù)的普及，更是可以將視頻及相關(guān)信息直接發(fā)送到用戶的手機(jī)上去，更加方便迅捷;由于變電站的特殊環(huán)境，智能行為分析技術(shù)也有很大的應(yīng)用空間，比如設(shè)定工作間

12、隔，當(dāng)工作人員超出間隔時，系統(tǒng)自動發(fā)出告警等。不過，智能圖像分析目前更多還是停留在概念階段，在變電中的典型應(yīng)用包括：通過多角度獲取刀閘圖像，通過與標(biāo)準(zhǔn)圖片對比從而判斷刀閘的是否完全閉合等。遙視系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)當(dāng)然遙視系統(tǒng)應(yīng)用中也存在不少問題，目前最為突出的問題主要集中在不同廠家設(shè)備的接入上。由于沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，各個遙視廠家基于各自不同的考慮，系統(tǒng)互相之間各不兼容，導(dǎo)致大多數(shù)的遙視系統(tǒng)不能聯(lián)網(wǎng)，只能各自組網(wǎng)完成遙視系統(tǒng)。因此在很多地方存在多套網(wǎng)絡(luò)遙視系統(tǒng)并存的情況，嚴(yán)重浪費(fèi)人力、物力等資源。為了解決上述問題，目前很多省電力公司都已經(jīng)制定遙視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，包括廣東、云南、江西、浙江、河北、青海等。以廣東省為例，2002年即制訂了廣東省廣電集團(tuán)有限公司電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（試行），但由于多種原因并未得到真正應(yīng)用。直到2009年廣東省經(jīng)過深入調(diào)研，對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，即廣東電網(wǎng)變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，作為一個真正具有可實(shí)施性的規(guī)范，詳細(xì)規(guī)定了系統(tǒng)的架構(gòu)、組成、設(shè)備參數(shù)、系