电力变电站监控系统的案例分析

【安防在线 www.anfang.cn】　　据中国电力新闻网预测，”十一五”期间，电网投资规模比”十五”期间翻了将近一番，每年平均2000亿~3000亿元，未来5年将是电网企业IT建设的一个蓬勃发展的历史机遇。在这些新兴或扩建的变电站背后，孕育着巨大的电力变电站视频监控系统的市场空间。

　　电力行业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，关系到国计民生的方方面面。改革开放以来我国电力行业一直保持着高速稳健的增长态势。受国际金融危机的影响，进入2008年年末，中国发电量呈下降趋势，全国发电量34334亿千瓦时，同比增长5.18%，增速降低8.99个百分点。在这种不利局势下，国家及时出台了相关的财政激励政策，2009年全年将有3605亿元固定资产投资用于加快城市电网改造和完善农村电网。国家电网固定资产投资2600亿元，其中电网投资2500亿元；南方电网固定资产投资1025亿元，其中增加电网建设投资300亿元左右。据我国”十一五”规划，全国扩建的500kV变电站数量和主设备已经招标的变电站数量不菲，如图1。在这些新兴或扩建的变电站数量背后，孕育着巨大的电力变电站视频监控系统的市场空间。据中国电力新闻网预测，”十一五”期间，电网投资规模比”十五”期间翻了将近一番，每年平均2000亿~3000亿元，未来5年将是电网企业IT建设的一个蓬勃发展的历史机遇。
     

　　电力变电站监控系统的需求

　　作为电力变电站视频监控系统，其实是处在整个电力行业建设的金字塔底端，也就是从属于电力自动化专业的一个分支，如图2。这意味着我们将站在电力行业应用的角度上，来分析和看待一度以视频监控为核心业务的电力变电站遥视系统。

　　从实际情况上看，电力变电站分散在整个城市、乡镇的各个角落。尤其一些超高压、特高压变电站更是建设在比较偏僻的地方。而电力行业本身是一个基于行政机构进行垂直管理的部门，上至国网、南网，下至各省市级电力公司、电力局、农电局等。从系统部署的角度上看，我们需要一个能够解决分散监控，多级集中管理的分布式网络系统。变电站从变压等级上看，包括500KV、220KV、110KV、35KV等不同的变压等级，一般110KV以下的变电站因为大多分散在城乡郊区，所以这些变电站都长期无人值守，这就要求变电站的遥视系统从硬件设备到软件功能都应该能适应无人值守的工作要求。一个变电站就对应一个地区的电力供应，一旦变电站不能正常工作，相应的地区将马上面临停电的危险，上至城市，下至区县，概不例外。因此保证电力变电站的安全运行，避免偷盗、人为破坏等恶劣事件的发生就成了遥视系统最基本的要求。随着现在电力变电站机房建设的日益完善，更多的IT化设备、数字化设备和系统被应用到变电站建设中。如何将这些系统有效地和电力遥视系统整合在一起，发挥出综合的效果，就成了电力遥视系统发展过程中对自身提出的更高要求。

　　以铁岭电力变电站遥视系统的案例为例，该无人值守视频监控系统覆盖了26个变电站、2个集控中心和1个总控管理中心。系统采用分布式的网络架构，建设3级监控系统，实现全网络化的节点管理。在系统建设中，甲方用户本着建设一套先进、适用、有效的管理系统的原则向承建方提出了更多的行业需求。在整个系统中，除了完成对变电站各重要点位的视频监控功能之外，更将周界报警、消防、动环检测、远程遥调遥控、组态检测等行业应用集成在一个平台上。整个系统变被动监测为主动预防，变被动响应为主动干预。这些功能的实现有效地提升了电力变电站的日常工作效率，提升了变电站的安全指数。在铁岭市二期项目建设中，用户再次提出将遥视系统与办公自动化系统相整合，实现一套系统多个模块式的管理，将电力变电站遥视系统作为日常办公系统的一部分，从而更紧密、更有效地发挥集成作用。

　　从实际的案例以及更多的用户需求上看，电力变电站遥视系统的发展将在深度和广度上拓展自己的内涵，并将在以下几个方面成为未来发展的重点。

　　视频监控系统不再仅仅是视频应用

　　以前大部分电力变电站的视频监控系统建设正如其名字一样，强调的是对重要点位的视频监控功能，实时了解变电站的工作状态，警示人为破坏、盗窃行为。随着变电站信息化建设的进一步加强，越来越多的数据、参数影响到变电站的正常工作，而及时了解到这些信息对于工作人员来说也是至关重要的。从安全角度上看，这些包括变电站的周界报警防范、玻璃破碎检测、水浸检测、红外人工智能等报警设备。从动环变量的检测上看，还包含变电站机房温湿度检测、电流、电压、电源输出功率检测等参数。从远程管理遥调遥控方面上看，也包括对机房各种设备的开关管理、精密空调的控制、变电站门禁的管理等。包含这些在内的更多信息采集将成为电力机房遥视系统的一部分。视频监控系统的内涵将随着变电站的发展而得到进一步扩展，逐渐将遥视、遥控、遥调、遥测以及遥信等内容集成进来，形成”五遥”集成的发展态势。

　　变被动监测为主动预防

　　在具备了”五遥”的硬件基础条件之后，视频监控系统就不再仅仅是将视频、报警和各种数据呈现给工作人员的一种简单交互。它更应该向着主动预防的方向发展，发挥平台的智能管理、及时检测、主动干预的作用。在前面我们分析到，监控系统已经可以实时采集到各种视频、报警、动环变量、组态变量，相应地系统也将在出现各种异常情况时执行紧急预案。举个例子说，当系统检测到环境温度过高时，可以主动调节空调工作参数，加快制冷效率。当系统检测到有人闯入的时候，系统可以自动调用摄像机的预置位，启动录像服务，同时向管理人员发送报警短信等一系列宏操作将被按照预案来执行。今后的变电站视频监控系统将向着更加人性化、智能化的方向发展，成为变电站管理人员的得力助手，成为变电站常规管理的一部分。

　　发展更为专有化的软硬件设备

　　现在的变电站视频监控系统更多采用的是传统的视频监控设备，但是电力变电站的监控业务有着自己独特的需求，视频监控系统的发展应该向着更加专有化的方向发展。在视频监控行业，专有的嵌入式设备正在逐渐淘汰通用的PC式主机。但在电力行业，这种针对变电站应用的设备还很稀缺，例如：电力变电站要求除了视频之外，还要能够输入更多的报警、门禁、动环、组态信号，应该有专用的设备可以提供这些数据通讯。还有，电力行业在电磁兼容性、抗干扰性方面有更严格的要求，尤其是在超高压、特高压的变电站中，电磁环境极其恶劣，如何保证信号传输、主机设备不受影响，这些都要求对设备和配套器材的选择有专门的设计和整合。在应用层，传统的视频监控系统是以视频为主，报警和其他变量为辅的应用模式，但在电力变电站行业中，报警信息、动环信息、门禁和组态信息是更重要的，视频只是起到辅助的作用。因此，在软件的UI设计和使用习惯上，应该特别针对电力行业的需求，发展出有行业特色的应用软件系统来。

　　与其他系统相整合

　　电力变电站视频监控系统正在从软硬件各个方面深入到电力行业的日常工作之中，视频监控系统的内容进一步丰富，并且和其他系统的关系也变得越来越紧密，因此和其他系统的整合将成为视频监控系统在电力行业发展的又一个明显趋势。从用户需求上看，电力视频监控系统正在和电力办公OA系统相结合，视频监控系统已成为了日常工作的一部分。同时在一些大型的电力公司中，变电站数量巨大，分布广泛，视频监控系统又将和GIS系统相结合，以矢量电子地图的形式更加直观地管理整个系统。随着智能分析技术的日益发展和成熟，行为识别技术也有可能被引入到电力变电站的前端监控系统当中，当有人非法侵入时，智能分析算法将分析识别为报警事件，系统监控中心将及时进行处理。随着变电站建设的广泛展开，视频监控业务必将和更多的系统形成有效的整合、联动，发挥出1+1>2的系统优势。

　　电力变电站视频监控系统

　　电力变电站视频监控系统一开始就注重深入行业需求，发展行业特色功能，从而形成了专业化的电力变电站行业解决方案。目前电力视频监控系统已经形成了满足10KV到500KV不同级别变电站的解决方案，并发展出专为电力行业量身定做的专用软件系统和硬件设备。

　　从软件功能上看，电力变电站视频监控系统具有如下功能模块：

　　视频管理模块；

　　报警管理模块；

　　门禁管理模块；

　　录像管理模块；

　　预案管理模块；

　　变量采集模块；

　　环境变量检测；

　　动力变量检测；

　　组态检测模块。

　　从硬件规划上看，根据不同变电站的规模和变压等级，发展出了网络动环主机、无人值守视频服务器、无人值守工作站等设备。这些设备完全满足了电力环境的应用要求，完全集成了各种硬件信号采集设备的接入，通过标准的IP数据包封装，最终形成了分布式采集和集中化网络管理的系统部署。