配電網低壓智能監控系統設計與分析

賀大為 張正華 于衛

摘 要：近年來，如何有效對配電網終端及周邊進行視頻監控和安全防范是配電網自動化系統新的需求和研究的熱點課題。為解決該問題，需從解決遠程實時視頻監控和遠程數據采集兩個方面著手。本文提出的配電網低壓智能監控系統以實時視頻監控和信號量遠程采集和實時控制為核心，實現了對遠端的視頻監控、報警和實時控制等功能。該系統符合配電網終端的監控需求和現場條件，能夠保證無人值守配變電站的安全運行，滿足供電管理部門和配網自動化系統對終端安全生產保障和設備安全防范的需要。

關鍵詞：配網自動化 智能監控 視頻輪詢 報警聯動

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（b）-0003-02

1 背景介紹

隨著智能配電網技術的發展和電力系統自動化建設進程的不斷推進，如何有效地對配電網終端及周邊進行視頻監控和安全防范成為電力生產部門和配網自動化系統新的需求點和研究的熱點課題[1]。

為推進配網自動化、智能化的發展進程，加強對變電站及無人值守變電站在安全生產，防盜保安，火警監控等方面的綜合管理水平，實現國家電網“三集五大、兩個一流”的目標[2]，需要搭建集中式的綜合監控系統[3]。除了對各個配電網終端現場進行實時視頻監控，還需要將配電網終端的現場圖像通過通信網絡實時地傳輸到監控中心平臺，并保存在本地服務器，以便管理人員隨時查看和調用[4]。借助網絡，管理人員則可實時地獲取通信網絡同步傳輸過來的報警信號，并通過通信網絡，利用遠程信號采集控制單元對現場設備進行實時控制。基于此，本文提出了適用于配電網的低壓智能監控系統，并給出了系統總體設計方案。

2 系統設計

2.1 系統設計目標

系統設計的主要目標有：（1）通過網絡實現監控視頻圖像的傳輸；（2）用戶通過客戶端或網頁可以實時查看遠程監控視頻；（3）實現定時或手動控制的監控視頻輪詢；（4）實時反饋遠程終端的報警信息；（5）平臺軟件和遠程信息采集與控制單元實現報警信息觸發與視頻監控之間的聯動；（6）實現配電網終端本地存儲和服務器集中存儲兩種方式的視頻備份；（7）實現平臺軟件的告警、日志管理等功能。

2.2 系統的組成

根據本系統設計的目標，智能監控系統的主要組成部分如圖1所示。

由圖1可知，本系統主要由監控中心平臺、監控終端設備和通信網絡3個部分組成。該系統以監控中心平臺為核心，將各個功能模塊從遠端采集的實時數據進行統一管理，集中存儲，統籌聯動。

其中智能監控中心平臺，分別由智能監控中心軟件服務平臺和客戶端平臺兩部分組成。智能監控中心軟件服務平臺是整個智能監控系統的核心，它通過各種服務承擔著與遠程終端監控設備進行數據通信，集中管控各種數據信息的任務，負責向客戶端軟件進行數據轉發，并提供一系列服務接口供其他軟件程序進行調用。而監控中心客戶端軟件平臺則是面向用戶的人機交互軟件，向用戶展示監控視頻和其他各種遠端數據，完成用戶下達的各種任務。

監控終端設備則是部署在配電網終端的各種類型的配變電站等設施，對其進行監控、監測的現場設備。主要包括視頻監控設備、遠程數據采集與控制模塊、智能開關設備、報警器設備、以及供電模塊。

通信網絡是系統實現數據傳輸的關鍵和核心，通過通信網絡，監控中心發出的控制指令能夠準確地傳送到智能監控終端，同時智能監控終端的數據信息也通過通信網絡傳送到監控中心。

3 系統主要功能分析

本系統的主要功能包含以下幾個方面。

（1）視頻監控與輪詢。

通過監控平臺的軟件客戶端對遠方配電網終端進行視頻監控，實時了解配變電站的安全狀況，確定設備運轉情況。同時監控平臺提供視頻輪詢功能，即在手動或者定時啟動輪詢功能后，軟件按照順序依次播放各個監控點的實時視頻，每個變電站播放30s，方便監控管理人員定期對各個配變電站進行集中查看。

（2）視頻數據的存儲與回放。

各個配電網終端現場設置錄像設備，對該監控點的視頻錄像進行本地存儲。同時，通過監控中心平臺服務器對從各個監控點獲取的監控視頻進行集中存儲，并可以在監控中心軟件平臺上對服務器上存儲的視頻錄像備份進行回放、管理。

（3）開關量數據采集。

監控中心平臺可以實時采集遠程終端部署的智能開關設備上傳輸的信號量。當智能開關設備被非法開啟時，采集到的信號量反饋到監控中心，并在監控軟件平臺界面發出警報信息。

（4）報警聯動。

當遠程數據采集模塊采集到的信號實時反饋到監控中心軟件平臺時，平臺在發出報警信息的同時，監控顯示界面將自動跳轉到報警信號發出的監控點，方便監控中心工作人員及時對該監控點的狀態進行查看，實時了解報警信息發生的原因。同時，對非法闖入、非法開啟終端設備箱等情況，可以通過遠程命令開啟監控點設置的聲光報警器，通過聲光報警對非法闖入人員進行警示，并通知管理人員及時響應。

（5）系統日志。

系統會自動記錄并保存監控中心平臺的運行狀態，包括遠程設備的連接信息，輪詢和報警信息及報警處理等的相關記錄，以便在系統運行發生故障或報警統計和后續處理時，提供必要的資料。

（6）C/S客戶端訪問模式。

系統采用客戶端/服務器模式進行監控中心平臺的構建。服務器對遠端智能監控設備進行集中管理并對客戶端提供的Web Service服務，客戶端通過調用服務器Web Service的相關方法，同時通過圖形界面完成與用戶交互。

4 結語

本文以電力系統配電網終端的智能監控需求為目標提出了適用于配電網的低壓智能監控系統，并給出了系統總體設計方案和部分功能分析，該系統以實時視頻監控和信號量遠程采集和實時控制為核心，實現了對遠端的視頻監控、報警和實時控制功能。該系統符合配電網終端的監控需求和現場條件，能夠滿足供電管理部門和配網自動化系統對終端安全生產保障和設備安全防范的需要。經測試和驗證，本系統滿足設計要求，已正式投入使用。

參考文獻

[1] 辛文增，史陽.淺析現代配網自動化的發展[J].科學導報，2016（6）：259.

[2] 國家電網公司.智能變電站建設技術[M].北京：中國電力出版社，2011.

[3] 樊陳，倪益民，竇仁暉，等.智能變電站一體化監控系統有關規范解讀[J].電力系統自動化，2012，36（19）：1-5.

[4] 黃冀華，徐元彬，胡龍生，等.智能監控系統在變電站運行管理中的應用[J].華東電力，2014，42（8）：1722-1724.