變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

隨著能源技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)能源站都實現(xiàn)了無人維護(hù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，顯著提高了能源公司的生產(chǎn)效率。因此,運(yùn)行可靠、功能完備,對變電站各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及影響變電站安全運(yùn)行的因素進(jìn)行全方位監(jiān)控的系統(tǒng)必不可少。變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一套獨立運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)平臺,其通過現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)對所屬變電站實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時圖像監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障和意外情況報警接收處理,可提高變電站運(yùn)行和維護(hù)的安全性和可靠性,并可逐步實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度,確保電網(wǎng)設(shè)備的長期高效安全運(yùn)營。視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展至今,大致經(jīng)過了傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控、數(shù)?；旌弦曨l監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)的特點網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)字視頻處理技術(shù)為核心,綜合利用光電傳感器、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動控制和人工智能等技術(shù)的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用嵌入式的“網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器”,實現(xiàn)從監(jiān)控點前端、監(jiān)控中心到監(jiān)控工作站的全過程數(shù)字化處理,系統(tǒng)特點如下:a.利用現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源,無需為新建監(jiān)控系統(tǒng)鋪設(shè)光纜和增加設(shè)備,便可實現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控;b.系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng),在有網(wǎng)絡(luò)的地方增加監(jiān)控設(shè)備就可擴(kuò)展新的監(jiān)控點;c.網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)絡(luò)提供商維護(hù),前端設(shè)備即插即用、免維護(hù),系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用低;d.系統(tǒng)功能強(qiáng)大、利用靈活,全數(shù)字化錄像便于保存和檢索;e.在網(wǎng)絡(luò)中的每一臺計算機(jī),只要安裝了客戶端軟件,并給予相應(yīng)的權(quán)限就可以成為監(jiān)控工作站;f.基于WebServer的視頻發(fā)布,使用IE瀏覽器即可隨時進(jìn)行監(jiān)控,操作界面友好,用戶接受程度高。監(jiān)控點間的資源共享隨著電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展,各部門間統(tǒng)一協(xié)調(diào)、統(tǒng)一管理的需求越來越明顯,“大監(jiān)控”也成為構(gòu)建變電站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的必然要求?！按蟊O(jiān)控”網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實現(xiàn)整個變電站的統(tǒng)一監(jiān)控,各變電站、消防、管理部門可以通過開放的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺對變電站的各目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控,同一監(jiān)控點的信息可以在各個管理部門間共享。變電站網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足以下目標(biāo):a.實時監(jiān)控變電站內(nèi)各類設(shè)備(如主控制室控制屏顯示、儀表讀數(shù)、開關(guān)室設(shè)備、主變壓器及其風(fēng)扇、電容器室等)的運(yùn)行情況;b.實時監(jiān)測變壓器油位和火災(zāi)報警,環(huán)境溫度、濕度,空調(diào)機(jī)啟停和瓦斯泄漏等情況;c.實時監(jiān)控變電站大門和主要通道;d.實時接收周界、室內(nèi)紅外報警信號和門禁系統(tǒng)狀態(tài)信號;e.事故追憶,可以幫助技術(shù)人員查看事故發(fā)生時變電站的狀況,從而找到事故發(fā)生的原因;f.利用遠(yuǎn)程實時監(jiān)視功能,由調(diào)度中心的值班人員對遠(yuǎn)方變電站操作人員進(jìn)行操作指導(dǎo);g.可以通過任何一臺遠(yuǎn)程終端進(jìn)行檢修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)實時培訓(xùn),并可以保存錄像,制成多媒體培訓(xùn)教材。網(wǎng)絡(luò)圖像視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施方案系統(tǒng)性能要求方便新設(shè)備的更換系統(tǒng)應(yīng)能夠支持盡量多的前端設(shè)備,使采用不同廠家、不同種類、不同編碼方式設(shè)備的變電站都能方便的接入系統(tǒng),減少對前端設(shè)備的改造、更換。如必須要更換,則盡量減少更換設(shè)備的數(shù)量,避免對前端攝像機(jī)、報警器的更換。適應(yīng)性絲的適應(yīng)性現(xiàn)在變電站可將多個核心設(shè)備的備份系統(tǒng)的安全性主要包括硬件安全和網(wǎng)絡(luò)安全。由于采用集中管理,系統(tǒng)的管理中心成為系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié),管理中心的管理服務(wù)器、交換機(jī)等核心設(shè)備都應(yīng)該進(jìn)行硬件備份,主備設(shè)備之間應(yīng)該能夠自動切換。由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)與電力局域網(wǎng)需要進(jìn)行連接,這樣就使視頻監(jiān)控系統(tǒng)面臨病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊的嚴(yán)重威脅,系統(tǒng)應(yīng)采取必要的隔離措施,保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全。監(jiān)控終端的選取及統(tǒng)一管理系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)區(qū)域范圍大小和變電站數(shù)量組合定義,在集控中心設(shè)立視頻工作站,各生產(chǎn)、管理部門和上級監(jiān)控中心的監(jiān)控終端均通過該工作站獲得授權(quán)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。變電站的流媒體服務(wù)器承擔(dān)大規(guī)模音頻視頻流、報警等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),實現(xiàn)系統(tǒng)的負(fù)載均衡。集控中心對供電公司轄區(qū)所有監(jiān)控終端、流媒體服務(wù)器、視頻服務(wù)器等進(jìn)行統(tǒng)一管理。無人值班變電站以集控中心遠(yuǎn)程監(jiān)控為主,同時可在變電站端設(shè)立本地監(jiān)控終端。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟妶D系統(tǒng)組成變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控報警子系統(tǒng)在變電站安裝全數(shù)字IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),圖像通過已有的電力廣域網(wǎng)接入供電公司的MIS網(wǎng)。攝像機(jī)本身集成報警功能,可對主控室、配電室、變電站大門、變電站周界等進(jìn)行監(jiān)控、報警及現(xiàn)場警告等;在配電室、電容器室等位置安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),可以清楚地查看設(shè)備情況、人員情況等信息。子站設(shè)備還包括站端視頻服務(wù)器、照明設(shè)備、聲光告警裝置及防雷設(shè)備等。由于變電站的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)現(xiàn)已建設(shè)完成(新建變電站均按要求配置),機(jī)房一般都有網(wǎng)絡(luò)接入點,通過機(jī)房已有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸,不需要額外增加設(shè)備。監(jiān)控中心子系統(tǒng)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式有目前在工程實踐中均采用方案二,采用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng),并可使用中繼器、網(wǎng)橋、路由器設(shè)備延伸接入站點,如需增加被監(jiān)測的變電站,僅增加變電站的前端設(shè)備即可,在監(jiān)控中心不需要增加相應(yīng)的圖像處理設(shè)備,系統(tǒng)擴(kuò)展比較方便。視頻監(jiān)控參數(shù)設(shè)置a.視頻工作站,負(fù)責(zé)處理所有用戶的登錄、瀏覽及其他功能請求,用戶也可以通過工作站對前端設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。b.視頻監(jiān)控電視墻,顯示下屬變電站的視頻監(jiān)控信號,方便對下屬所有變電站進(jìn)行統(tǒng)一查看管理。c.報警服務(wù)器,接收各變電站的報警信號,確認(rèn)其真實性并將報警信號上傳到上級監(jiān)控中心,方便上級機(jī)關(guān)統(tǒng)一管理。應(yīng)該注意系統(tǒng)建設(shè)中的一些問題與火災(zāi)報警系統(tǒng)的接口變電站的報警信號主要分為外圍報警和內(nèi)部報警兩大類。外圍報警包括消防報警、防盜報警、門禁報警、非法闖入畫面異動報警等。變電站實現(xiàn)無人值班后,站內(nèi)的防火防盜工作重要性更加凸顯,因此,變電站一般裝設(shè)一套圖像安全監(jiān)視系統(tǒng)、一套脈沖電網(wǎng)和一套火災(zāi)報警系統(tǒng),分別由不同的部門進(jìn)行管理,而單獨系統(tǒng)的作用是有局限的,只有在變電站建設(shè)中采用系統(tǒng)集成的方案,使各系統(tǒng)相互補(bǔ)充、相互配合、實現(xiàn)聯(lián)動,才能最大程度發(fā)揮系統(tǒng)的整體優(yōu)勢,真正成為安全的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。變電站設(shè)置綜合運(yùn)行管理系統(tǒng),集成站內(nèi)動力環(huán)境監(jiān)測、火災(zāi)報警、視頻監(jiān)視、脈沖電網(wǎng)、智能巡檢、主變壓器消防及采暖通風(fēng)等子系統(tǒng),通過對站內(nèi)煙霧、溫度、濕度、紅外、圖像等傳感器以及開關(guān)、設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志等進(jìn)行綜合判斷,采用圖像處理、模式識別等技術(shù)并聯(lián)動其它設(shè)備進(jìn)行智能處理。綜合運(yùn)行管理系統(tǒng)框圖見圖綜合運(yùn)行管理系統(tǒng)信息從分區(qū)上應(yīng)屬于管理信息大區(qū),加上數(shù)據(jù)量很大,不宜與生產(chǎn)控制大區(qū)的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)直接相連,應(yīng)設(shè)置單獨的綜合運(yùn)行管理系統(tǒng),并通過隔離裝置與計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)交換信息。數(shù)據(jù)共享的二次開發(fā)針對不同的變電站自動化系統(tǒng),開發(fā)通信接口程序,做到數(shù)據(jù)共享,利用原有變電站的自動化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò),增加視頻設(shè)備,對監(jiān)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行二次開發(fā),包括通信接口、數(shù)據(jù)組態(tài)、畫面組態(tài)等,實現(xiàn)無縫接入,節(jié)約建設(shè)投資?，F(xiàn)代化