基于C/S 模式的變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控中心的應(yīng)用

王曉冬，簡 鋼，黃 洪，樓書氫

（國網(wǎng)江西省電力公司吉安供電分公司，江西吉安 343009）

0 引言

隨著變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展及變電站自動化運(yùn)行水平的大幅提高，某地區(qū)電網(wǎng)基本上實現(xiàn)了變電站的無人值班，加上該地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控中心自2012年6月1日正式投運(yùn)以來，一共接入9 座220 kV變電站、24座110 kV變電站，使得調(diào)控中心對所管轄范圍內(nèi)的全部無人值班變電站實現(xiàn)了包括遙信、遙測、遙控、遙調(diào)在內(nèi)的“四遙”功能[1]。

為提高無人值班變電站運(yùn)行維護(hù)的安全與可靠性，實現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)的可視化調(diào)度與監(jiān)控，可在傳統(tǒng)“四遙”的基礎(chǔ)上增加遙視功能，即通過建立變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)，從而推動變電站真正意義上的無人值班進(jìn)程，為電網(wǎng)調(diào)度管理的集中化、智能化以及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保障。

1 變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則

變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)主要是為能夠?qū)崿F(xiàn)對所監(jiān)控的無人值班變電站及變電設(shè)備的安全而設(shè)立。從無人值班變電站安全防范的角度，變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)主要是保障無人值班變電站空間范圍內(nèi)的建筑安全、防火、防盜；從無人值班變電站變電設(shè)備的安全角度，變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)主要是保障無人值班變電站內(nèi)變電設(shè)備的正常運(yùn)行，在事故時保持與主站的圖像通信等[2]。

對應(yīng)于變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能，圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原則大致如下：

1）可靠性。變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)采用可靠性高的圖像監(jiān)控系統(tǒng)管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器及WEB瀏覽服務(wù)器等，確保系統(tǒng)可以長時間連續(xù)可靠運(yùn)行。

2）兼容性。變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)可以方便的接入無人值班變電站端各種廠家、型號的圖像監(jiān)控設(shè)備，支持多種通信協(xié)議和連接方式。

3）安全性。變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)提供用戶權(quán)限設(shè)置與身份識別功能，為系統(tǒng)的運(yùn)行管理提供安全保密機(jī)制。

4）擴(kuò)展性。變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)在系統(tǒng)硬件及軟件上都有預(yù)留的接口，可以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需要。

5）智能化。變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)可提供多種智能的功能選擇，如自動輪巡、定時錄像、報警錄像等，實現(xiàn)圖像監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動，對無人值班變電站實行有效的監(jiān)控[3]。

2 變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控中心變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。其中，無人值班變電站端的圖像視頻監(jiān)控信號通過通信傳輸通道最終匯集到交換機(jī)上。

圖1 主站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

2.2 變電站端圖像監(jiān)控設(shè)備

變電站端圖像監(jiān)控設(shè)備主要有監(jiān)控前端設(shè)備和室內(nèi)后臺設(shè)備兩部分，監(jiān)控前端設(shè)備由安裝在變電站內(nèi)生產(chǎn)場地上的一體化攝像機(jī)、云臺、控制解碼器等組成。室內(nèi)后臺部分包含有硬盤錄像機(jī)、硬盤、監(jiān)視器、編解碼器等設(shè)備。

一體化攝像機(jī)可以在任何氣象條件，任何光照強(qiáng)度下全方位的采集變電站內(nèi)的視頻信息，采集到的視頻信息通過視頻線傳輸?shù)椒?wù)器，同時可以經(jīng)編解碼器進(jìn)行處理，將模擬信號數(shù)字化并壓縮編碼，以便于在通信系統(tǒng)上進(jìn)行傳輸，解碼器還可以把調(diào)控中心主站端傳輸過來的控制命令解碼后控制可控裝置，實現(xiàn)調(diào)控中心對鏡頭、云臺等監(jiān)控設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。硬盤錄像機(jī)是核心設(shè)備，通過它，變電站內(nèi)的監(jiān)控錄像可以直接在監(jiān)視器上顯示出來[2][3]。

2.3 通信傳輸系統(tǒng)

通信系統(tǒng)是圖像監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分，將變電站與調(diào)控中心連接起來，并使得圖像視頻信息、控制命令和響應(yīng)信息等在變電站和調(diào)控中心之間可靠地傳輸。變電站需要上傳的圖像視頻信息經(jīng)數(shù)字化編碼成流媒體格式后，采用傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議（TCP/IP）和網(wǎng)絡(luò)組播技術(shù)進(jìn)行傳輸。

2.4 調(diào)控中心側(cè)圖像監(jiān)控主站設(shè)備

調(diào)控中心主站端圖像監(jiān)控設(shè)備主要有管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、監(jiān)控工作站及WEB 瀏覽服務(wù)器等。

其中，管理服務(wù)器負(fù)責(zé)對用戶、設(shè)備、信息進(jìn)行統(tǒng)一集中管理，后臺安裝有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的集中存儲，并對變電站端視頻監(jiān)控主機(jī)上傳的視頻信號進(jìn)行接收和處理。流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)來自各變電站的視頻數(shù)據(jù)給各個客戶端。監(jiān)控工作站是安裝了客戶端軟件的計算機(jī)，用戶可以通過在工作站上使用客戶端軟件，對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和操作。維操站內(nèi)的計算機(jī)也可以作為監(jiān)控工作站。公司領(lǐng)導(dǎo)，生產(chǎn)管理部門領(lǐng)導(dǎo)和專責(zé)，應(yīng)急指揮中心等可以通過WEB瀏覽服務(wù)器實現(xiàn)與MIS網(wǎng)的連接，根據(jù)授予的相應(yīng)的權(quán)限進(jìn)行圖像監(jiān)控視頻信息的瀏覽或控制。

3 變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)的功能

調(diào)控中心圖像監(jiān)控系統(tǒng)主站的主要功能大致如下[3]：

1）實時圖像視頻監(jiān)控。主要包括無人值班變電站實時圖像顯示功能，包含變電站戶外生產(chǎn)場地環(huán)境、電氣設(shè)備及主控室、繼保室內(nèi)環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行情況；圖像監(jiān)控及存儲等功能；實時監(jiān)視同一無人值班變電站內(nèi)多路實時圖像信息；監(jiān)視畫面上顯示對應(yīng)的監(jiān)視設(shè)備名稱、場景名稱、攝像機(jī)位置及時間等文本信息；自動輪巡功能等。

2）圖像管理。主要包括圖像監(jiān)控系統(tǒng)可以存儲、顯示各個無人值班變電站選定攝像機(jī)的實時圖像畫面信息，可以回放變電站端任一選定攝像機(jī)的歷史圖像等。

3）安全管理。主要包括圖像監(jiān)控系統(tǒng)登錄及操作權(quán)限的管理，按照工作性質(zhì)賦予登錄用戶不同權(quán)限；所有重要操作，如登錄、修改配置參數(shù)、控制等均保存操作記錄，方便查詢統(tǒng)計；系統(tǒng)具有足夠的安全保護(hù)，重要數(shù)據(jù)及信息不會被篡改和破壞。

4）聯(lián)動報警。主要包括通過提前給攝像機(jī)設(shè)置報警預(yù)置位，當(dāng)有保護(hù)動作開關(guān)跳閘，或有環(huán)境變化時，攝像機(jī)可以根據(jù)報警信號迅速移動到預(yù)先設(shè)置好的位置，并且可以自動錄像存盤，保留報警前后時間內(nèi)現(xiàn)場的圖像，便于事故追憶和分析。

5）遠(yuǎn)程控制。主要包括遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)、云臺等監(jiān)控設(shè)備，實現(xiàn)對各個無人值班變電站生產(chǎn)場地上變電設(shè)備及主控室、繼保室內(nèi)環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行情況的控制。

6）網(wǎng)絡(luò)瀏覽。主要包括通過IE瀏覽器瀏覽圖像監(jiān)控系統(tǒng)歷史和實時圖像；在瀏覽方式下實現(xiàn)對各個無人值班變電站內(nèi)攝像機(jī)等監(jiān)控設(shè)備的控制等。

4 變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)維與使用情況介紹

變電站實時圖像視頻監(jiān)控畫面目錄如圖2所示，在綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺上可以按照監(jiān)控需要實現(xiàn)對各無人值班變電站內(nèi)多路實時圖像信息的采集與監(jiān)視，且監(jiān)視畫面上可以顯示對應(yīng)的監(jiān)視設(shè)備名稱、場景名稱、攝像機(jī)位置及時間等詳細(xì)信息。

圖2 變電站實時圖像視頻監(jiān)控畫面目錄

此外，為保障和實現(xiàn)變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)全部實用功能，并保證整套系統(tǒng)的正常工作和良好運(yùn)行，先后制定了《圖像監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器故障應(yīng)急處理預(yù)案》《變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)程》《變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)考核管理辦法》等應(yīng)急預(yù)案和相關(guān)管理規(guī)程，并建立了《變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)缺陷處理紀(jì)錄》《變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗庫》等相關(guān)維護(hù)工作文檔，逐步完善了運(yùn)行維護(hù)與使用機(jī)制，使得變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)在推進(jìn)變電站無人值班建設(shè)和站內(nèi)輸變電設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維等方面發(fā)揮其應(yīng)有的功效。

5 結(jié)語

變電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控中心的應(yīng)用，實現(xiàn)了無人值班變電站生產(chǎn)現(xiàn)場在調(diào)控中心的可視化，解決了無人值班變電站運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控的問題，為變電站及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。同時，眾多無人值班變電站的集中監(jiān)控，為公司領(lǐng)導(dǎo)，生產(chǎn)管理部門領(lǐng)導(dǎo)和專責(zé)，應(yīng)急指揮中心，運(yùn)行維護(hù)操作站等部門和班組實施高效明確的監(jiān)控和管理提供了新的模式。

[1]樓書氫，彭哲續(xù).吉安地調(diào)自動化系統(tǒng)的安全運(yùn)行和容災(zāi)備份建設(shè)探討[J].華中電力，2010，23（5）：72-74.

[2]董祖斌.遙視系統(tǒng)在無人值守變電站建設(shè)中的應(yīng)用[J].湖北電力，2009，33（5）：28-29.

[3]馬冬雪.視頻監(jiān)控在安陽供電公司的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（21）：128-130.