變電站監控系統在電力調度的應用探討

摘 要：電力監控技術發展之初，工作人員一直是冒著惡劣的天氣，攜帶笨重儀器直接到戶外高壓危險的現場進行實際設備的測量控制；隨著自動化水平的提高，人們開始可以在室內進行測量，但對重要設備的控制仍然要進行現場人工操作；隨著科學技術的不斷發展，進而遠程控制功能應用使得對設備的管理更加方便、安全。最終伴隨著科技水平的發展和自動化水平的進一步提高，為了加強電力設備的安全性，人們并不滿足于對模擬圖形界面的設備感官滿足，要真實的看到設備的實際操作狀態，就象在實際設備現場看到的一樣。因此在現有四遙（遙控、遙測、遙信、遙調）的基礎上增加了一個系統，簡稱為“遙視”。通俗來講就是實施電力遠程圖像監管，通過變電站的前端設備把圖片與視頻進行采集，然后編碼，接著再把編碼后的數據傳遞給監控中心來解碼，恢復初始的圖像數據，從而實現對變電站遠程圖像管理。

關鍵詞：變電站；監控系統；電力調度

1 系統構成部分

據調查了解，公司現階段轄管的有十個變電站，不同的等級都有，都裝備了具備2個遠動通道連接到電力調度。因此，目前有些變電站實現了調度自動化監控系統，也就是說這些變電站有了“四遙”功能。基于這種情況，我們可以充分考慮技術成熟的基礎上，選擇與原有自動化監控系統相兼容的“變電站遠程圖像監控系統”來實現“五遙”的一體化，實現“五遙”功能。

變電站遙視系統主要由三個部分構成——變電站端設備、通訊網絡、電力調度主站監控中心系統。現在分別加以介紹。

1.1 變電站端設備構成

眾所周知，變電站的設備主要由三部分組成，分別是前端硬盤錄像機、固定或可控攝像機、報警輸入輸出設備。通過這些設備可以實現視頻的采集與編碼，傳遞與解碼等功能。

通常情況下，可以在主要控制中心安裝兩個室內自動變焦攝像機，在變電站的室外場地上安裝兩個或者多個可控彩色攝像機，在設備中心選擇一個固定的合適的位置安裝攝像機，并且在上述場所配備紅外報警器、煙霧探測器、門磁開關等報警器，另外在變壓器出線等關鍵部位配置紅外線測溫儀進行超溫監控。每個變電站配備一套硬盤錄像監控主機系統，具有較強的穩定性和可靠性，不需要人工維護，因此即使無人值班，也可以完成。

1.2 通訊方式

目前，變電站遠程圖像的監控系統主要由太網構成，一方面，能夠選用電話線和E1，但是這種方式的傳輸效率低，不適用于圖像的傳輸。另一方面，能夠進行組網和數據通訊，通過其他傳輸設備的數據接口來實現。

1.2.1 以太網傳輸方式：變電站的音頻、視頻、數據通過以太網傳輸到路由器、交換機或者HUB再上傳至監控中心，要求變電站統一提供以太網的接口，方便將變電站的音頻、視頻、數據經前置機通過以太網接口傳輸至監控中心。

1.2.2 B1（2M）口傳輸方式：該種傳輸方式將變電站上傳的音頻、視頻、數據等資料收集到中心網絡的交換機上面，通過連接監控中心服務器和局域網來瀏覽數據、處理資料。要求變電站統一提供2M接口，便于變電站的音頻、視頻、數據等的處理，通過硬盤錄像機和以太——2M網橋上傳至監控中心。

1.3 電力調度主站監控中心

系統是在先進的軟件平臺上予以具體化，符合變電站系統現階段標準的未來發展方向。在監控服務器和監控客戶終端是監控中心的主要組成部分，具備對變電站現場圖像的接受與顯示、控制信號的協調、用戶登錄管理、圖像的實時監控、錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復、優先權的分配等功能。監控服務器的功能較強，能夠在同一時間管理幾十個變電站的系統、幾十個乃至上百個在線使用客戶，因此即使在后期變電站需要進行擴充容量時，監控中心也完全夠用，不需要進行二次投入。另一方面，方便進行統一的監控、調度、應急指揮，比如在調度中心，公司高管、安全部門、生產部門等都可以利用辦公室微機直接登陸到系統上進行監控和應急指揮。

2 “五遙”的一體化實現

變電站遠程圖像監控系統建立必須根據電力系統的特點，從系統的角度、從各變電站使用的角度來進行，而不能就某個局部、單一需求來建構系統。

我們可以利用當代最先進的計算機、網絡、控制技術，融技術先進性與實用性于一體。充分利用現有調度自動化系統、計算機網絡系統和各變電站RTU采集系統，結合多年的應用經驗和目前電力監控系統的應用現狀，完善新一代的變電站圖像監控系統，一方面可以實現“一體化”自動化系統，另一方面又可以進行獨立運行。同時，變電站的遠程圖像監控系統實現了圖像監控和樞紐變電站、電力調度中心監控的主站系統進行完美融合，在電力調度中心實現圖像服務器的圖像信息和SCADA服務器進行通訊，實現變電站報警信息的聯動，避免操作員兼顧多臺監視器的問題。實現數據、話音、圖像監控的一體化。它是圖像數據庫與監控系統的結合；報警聯動與監控系統結合；圖形控制與監控系統結合。

3 系統功能

系統功能是圖像監控系統的主要功能，對于變電站的環境及設備的運行狀況進行監控、記錄，以便監測外部環境，防火防盜；并且對設備的發熱狀況進行24小時實時監測，以便及時的發現問題、處理狀況，從根本上保護電力系統，提高系統的穩定性和安全性；同時，系統會根據出現的狀況自動的提供事后分析，給出一系列相關的視頻和圖像資料供參考。

（1）實現“五遙”監控：在現有的調度自動化系統中加入視頻監控系統，達到“五遙”監控，即遙控、遙測、遙信、遙調和遙視。實現在操作員界面上，電力調度員可以查看相應設備的實時圖像信息，同時在下發遙控命令時，可觀察到刀閘等設備的實時情況。（2）多站點管理：系統能在一臺監視器屏幕或電視墻上同時實時顯示來自不同變電站的多路圖像；多個監控終端能同時監控同一或不同的變電站圖像；具備多畫面自動輪巡功能；兼有會議電視或可視電話功能。（3）圖像監視：在電力調度室的值班員可以實時地監視各個變電站圖像，分布在變電站的各個攝像機不停地將現場的情況傳給值班員，網絡傳輸延時小，只要攝像機布置合理，完全可以實現變電站無人值班。（4）硬盤錄像：凡是可以看到圖像的計算機都可以進行本地錄像，將視頻數據保存在硬盤上，這樣就形成了變電站錄像、電力調度中心錄像等多級錄像體系，需要時還可以通過網絡遠程瀏覽錄像文件。（5）實現遠程控制：同時具備遠程控制攝像機、燈光、云臺、畫面分割器、矩陣等各種動力設備，有效實施遠程控制。（6）語音對講：把音視頻設備的站端裝入和監控中心與系統之間，然后選取具體的對象實現語音對講，并且顯示出變電站終端的圖像，可以實現電視會議功能。（7）報警聯動：系統可以24小時全天監測所有探測器的外部工作環境以及自身的工作狀況，一旦探測器監測到異常情況，報警器會立刻啟動，同時開啟報警點的攝像系統，通過電子地圖的分析、攝像傳輸回來的報警點信息，系統進行自動的記錄與保存。（8）安全防范：氣體泄漏報警監視、溫感、煙感、報警監視、與空調、配電系統聯動控制、多功能早期預警系統、各種門禁系統（磁卡、IC卡、感應卡、指紋門）監視、管理等等。

總之，變電站遠程圖像監控系統可以實現圖像監控和電力調度中心監控的主站系統進行完美融合，在調度中心實現圖像服務器的圖像信息和SCADA服務器進行通訊，實現變電站報警信息的聯動，避免操作員兼顧多臺監視器的問題。實現了圖像數據庫與監控系統的結合、報警聯動與監控系統結合、圖形控制與監控系統結合的“數、話、圖三網臺一”。一旦該功能得以實現，將極大的方便對電力設施的管理。使管理科學化、實時化、信息化。對完善當前電力調度室的自動化，提高監控運行水平，實現電網安全調度，都具有積極的現實意義。將帶來管理觀念、管理方式的巨大變革，更好的服務于公司的電力事業。