基于C/S 模式的變電站圖像監控系統在地區電網調控中心的應用

王曉冬，簡 鋼，黃 洪，樓書氫

（國網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的發展及變電站自動化運行水平的大幅提高，某地區電網基本上實現了變電站的無人值班，加上該地區電網調控中心自2012年6月1日正式投運以來，一共接入9 座220 kV變電站、24座110 kV變電站，使得調控中心對所管轄范圍內的全部無人值班變電站實現了包括遙信、遙測、遙控、遙調在內的“四遙”功能[1]。

為提高無人值班變電站運行維護的安全與可靠性，實現地區電網的可視化調度與監控，可在傳統“四遙”的基礎上增加遙視功能，即通過建立變電站圖像監控系統，從而推動變電站真正意義上的無人值班進程，為電網調度管理的集中化、智能化以及電網安全穩定運行提供有力的保障。

1 變電站圖像監控系統設計原則

變電站圖像監控系統主要是為能夠實現對所監控的無人值班變電站及變電設備的安全而設立。從無人值班變電站安全防范的角度，變電站圖像監控系統主要是保障無人值班變電站空間范圍內的建筑安全、防火、防盜；從無人值班變電站變電設備的安全角度，變電站圖像監控系統主要是保障無人值班變電站內變電設備的正常運行，在事故時保持與主站的圖像通信等[2]。

對應于變電站圖像監控系統的主要應用功能，圖像監控系統的設計原則大致如下：

1）可靠性。變電站圖像監控系統采用可靠性高的圖像監控系統管理服務器、流媒體服務器及WEB瀏覽服務器等，確保系統可以長時間連續可靠運行。

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

3）安全性。變電站圖像監控系統提供用戶權限設置與身份識別功能，為系統的運行管理提供安全保密機制。

4）擴展性。變電站圖像監控系統在系統硬件及軟件上都有預留的接口，可以滿足系統未來的發展需要。

5）智能化。變電站圖像監控系統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，實現圖像監控系統與監控系統的聯動，對無人值班變電站實行有效的監控[3]。

2 變電站圖像監控系統的構成

2.1 系統結構圖

地區電網調控中心變電站圖像監控系統結構示意圖如圖1 所示。其中，無人值班變電站端的圖像視頻監控信號通過通信傳輸通道最終匯集到交換機上。

圖1 主站拓撲結構示意圖

2.2 變電站端圖像監控設備

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

一體化攝像機可以在任何氣象條件，任何光照強度下全方位的采集變電站內的視頻信息，采集到的視頻信息通過視頻線傳輸到服務器，同時可以經編解碼器進行處理，將模擬信號數字化并壓縮編碼，以便于在通信系統上進行傳輸，解碼器還可以把調控中心主站端傳輸過來的控制命令解碼后控制可控裝置，實現調控中心對鏡頭、云臺等監控設備的遠程控制。硬盤錄像機是核心設備，通過它，變電站內的監控錄像可以直接在監視器上顯示出來[2][3]。

2.3 通信傳輸系統

通信系統是圖像監控系統中的重要組成部分，將變電站與調控中心連接起來，并使得圖像視頻信息、控制命令和響應信息等在變電站和調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數字化編碼成流媒體格式后，采用傳輸控制協議/因特網互聯協議（TCP/IP）和網絡組播技術進行傳輸。

2.4 調控中心側圖像監控主站設備

調控中心主站端圖像監控設備主要有管理服務器、流媒體服務器、監控工作站及WEB 瀏覽服務器等。

其中，管理服務器負責對用戶、設備、信息進行統一集中管理，后臺安裝有網絡數據庫，能夠實現對信息的集中存儲，并對變電站端視頻監控主機上傳的視頻信號進行接收和處理。流媒體服務器轉發來自各變電站的視頻數據給各個客戶端。監控工作站是安裝了客戶端軟件的計算機，用戶可以通過在工作站上使用客戶端軟件，對系統進行監控和操作。維操站內的計算機也可以作為監控工作站。公司領導，生產管理部門領導和專責，應急指揮中心等可以通過WEB瀏覽服務器實現與MIS網的連接，根據授予的相應的權限進行圖像監控視頻信息的瀏覽或控制。

3 變電站圖像監控系統的功能

調控中心圖像監控系統主站的主要功能大致如下[3]：

1）實時圖像視頻監控。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場地環境、電氣設備及主控室、繼保室內環境和設備運行情況；圖像監控及存儲等功能；實時監視同一無人值班變電站內多路實時圖像信息；監視畫面上顯示對應的監視設備名稱、場景名稱、攝像機位置及時間等文本信息；自動輪巡功能等。

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

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

4）聯動報警。主要包括通過提前給攝像機設置報警預置位，當有保護動作開關跳閘，或有環境變化時，攝像機可以根據報警信號迅速移動到預先設置好的位置，并且可以自動錄像存盤，保留報警前后時間內現場的圖像，便于事故追憶和分析。

5）遠程控制。主要包括遠程控制攝像機、云臺等監控設備，實現對各個無人值班變電站生產場地上變電設備及主控室、繼保室內環境和設備運行情況的控制。

6）網絡瀏覽。主要包括通過IE瀏覽器瀏覽圖像監控系統歷史和實時圖像；在瀏覽方式下實現對各個無人值班變電站內攝像機等監控設備的控制等。

4 變電站圖像監控系統的運維與使用情況介紹

變電站實時圖像視頻監控畫面目錄如圖2所示，在綜合網絡監控管理平臺上可以按照監控需要實現對各無人值班變電站內多路實時圖像信息的采集與監視，且監視畫面上可以顯示對應的監視設備名稱、場景名稱、攝像機位置及時間等詳細信息。

圖2 變電站實時圖像視頻監控畫面目錄

此外，為保障和實現變電站圖像監控系統全部實用功能，并保證整套系統的正常工作和良好運行，先后制定了《圖像監控系統服務器故障應急處理預案》《變電站圖像監控系統運行管理規程》《變電站圖像監控系統考核管理辦法》等應急預案和相關管理規程，并建立了《變電站圖像監控系統缺陷處理紀錄》《變電站圖像監控系統運行維護經驗庫》等相關維護工作文檔，逐步完善了運行維護與使用機制，使得變電站圖像監控系統在推進變電站無人值班建設和站內輸變電設備遠程運維等方面發揮其應有的功效。

5 結語

變電站圖像監控系統在地區電網調控中心的應用，實現了無人值班變電站生產現場在調控中心的可視化，解決了無人值班變電站運行環境監控的問題，為變電站及電網的安全穩定運行提供了可靠保障。同時，眾多無人值班變電站的集中監控，為公司領導，生產管理部門領導和專責，應急指揮中心，運行維護操作站等部門和班組實施高效明確的監控和管理提供了新的模式。

[1]樓書氫，彭哲續.吉安地調自動化系統的安全運行和容災備份建設探討[J].華中電力，2010，23（5）：72-74.

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

[3]馬冬雪.視頻監控在安陽供電公司的應用[J].電力系統保護與控制，2009，37（21）：128-130.