變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

一、變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述

隨著電力部門工作模式的全面改造，各變電站/所為實(shí)現(xiàn)無(wú)人或少人值守，以提高生產(chǎn)效

益，降低運(yùn)營(yíng)成本。在電力調(diào)度通訊中心建立監(jiān)挎中心，能夠?qū)Ω髯冸娬?所的站場(chǎng)圖像、關(guān)鍵

設(shè)備監(jiān)測(cè)圖像、有關(guān)數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和掌握各

個(gè)變電站/所的情況，并及時(shí)對(duì)發(fā)生的情況做出反應(yīng)，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需要，這些都已經(jīng)

提到了電力部門的發(fā)展議事日程。目前，各局都已設(shè)立了運(yùn)行管理值班室及調(diào)度部門，雖有對(duì)

各專業(yè)的運(yùn)行歸口協(xié)調(diào)職能，但不能及時(shí)掌握運(yùn)行狀況和指揮處理運(yùn)行障礙.現(xiàn)在對(duì)運(yùn)行監(jiān)視通

常由各專業(yè)運(yùn)行部門采用打電話來了解和判斷處理故障.各種運(yùn)行管理聯(lián)系松散，依靠原始的

人工方式已不能滿足電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的需要。要跟上發(fā)展步伐，必須在健全和完善電力網(wǎng)絡(luò)

的同時(shí)建立電力綜合監(jiān)控系統(tǒng).電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)將變電站的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由變電站前

端的設(shè)備采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。監(jiān)控中心接收編碼后的視頻

數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)控、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)控制及管理。業(yè)力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施為實(shí)現(xiàn)變電站/

所的無(wú)人或少人值守，推動(dòng)電力網(wǎng)的管理逐步向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智能化的方向發(fā)展

提供了有力的技術(shù)保障。

二、電力系統(tǒng)需求分析

1o總體需求

變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

通過圖像監(jiān)控、安防（防盜）系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保護(hù)無(wú)人值守或少人值守變電站人員和設(shè)備

的安全

通過圖像監(jiān)控結(jié)合遠(yuǎn)程和本地人員操作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，避免誤操作

通過圖像監(jiān)控、燈光聯(lián)動(dòng)、環(huán)境監(jiān)控監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)的作用

配合其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等）的工作

2o用戶主要需求規(guī)范

監(jiān)控對(duì)象和場(chǎng)景

變電站廠區(qū)內(nèi)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)視

高壓區(qū)域的安全監(jiān)視，人或物體進(jìn)入高壓區(qū)域立即產(chǎn)生報(bào)警

主變壓器外觀及中性點(diǎn)接地刀狀態(tài)

對(duì)變電站內(nèi)的全部戶外斷路器、隔離開關(guān)和接地刀間的合分狀態(tài)給出特寫畫面

對(duì)變電站內(nèi)各主要設(shè)備間的監(jiān)視（包括大門、控制室、繼保室、通信室、高壓室、電容器

室、電抗器室、低壓交流室等）

對(duì)少人值守變電站辦公區(qū)域的監(jiān)視

系統(tǒng)功能

監(jiān)視和錄像功能

利用安裝在監(jiān)視目標(biāo)區(qū)域的高清IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，并利用網(wǎng)絡(luò)將

被監(jiān)視目標(biāo)的高清動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心可將控制信號(hào)發(fā)送到設(shè)在變電站的

監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)各種控制.

監(jiān)控中心、變電站運(yùn)行維護(hù)人員通過監(jiān)控主機(jī)對(duì)變電站監(jiān)控范圍的目標(biāo)區(qū)域中設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)

進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)在監(jiān)控主機(jī)上完成對(duì)畫面切換的控制和錄像控制。畫面切換可設(shè)置為手動(dòng)切換

或自動(dòng)輪詢切換，當(dāng)設(shè)置為自動(dòng)輪詢切換時(shí)，可設(shè)置輪詢切換時(shí)間，以適應(yīng)不同的需求。錄像控

制應(yīng)包含手動(dòng)錄像，定時(shí)錄像和事件觸發(fā)錄像.其中，事件觸發(fā)錄像結(jié)合了先進(jìn)的智能視頻分

析技術(shù)，當(dāng)特殊事件發(fā)生時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)錄像，相對(duì)于傳統(tǒng)的7*24小時(shí)不間斷錄像，提高了錄像質(zhì)

量和效率，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。

錄像功能還包括對(duì)錄像的檢索和回放。檢索應(yīng)采用先進(jìn)高效的算法，在盡量短的時(shí)間內(nèi)快

速準(zhǔn)確地定位到檢索點(diǎn)。另外，還可以通過事件檢索進(jìn)行定位，根據(jù)指定的時(shí)間類型對(duì)錄像進(jìn)

行檢索，找出符合要求的檢索點(diǎn)。

報(bào)警功能

報(bào)警功能能夠兼容消防報(bào)警、防盜報(bào)警和智能分析檢測(cè)報(bào)警。

對(duì)于消防報(bào)警和防盜報(bào)警，系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N報(bào)警器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行采集，編碼和傳輸，到

達(dá)監(jiān)控中心后在恢復(fù)成原始的報(bào)警信號(hào)，能夠聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備，如燈光,、警笛等，產(chǎn)生聲光電報(bào)

警。

智能分析檢測(cè)報(bào)警能夠借助智能視頻分析技術(shù)，對(duì)特定事件進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警，如無(wú)關(guān)

人員闖入高壓區(qū)域，接地刀閘分離等。

所有的報(bào)警信號(hào)均能觸發(fā)錄像功能，啟動(dòng)錄像，記錄告警事件。

分級(jí)管理和權(quán)限控制

為保證監(jiān)控信息的安全，以及對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合指揮調(diào)度，需要實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理和權(quán)限

控制，按照現(xiàn)行的電網(wǎng)管理機(jī)制，至少需要支持省級(jí)監(jiān)控，市級(jí)監(jiān)控和站級(jí)監(jiān)控三級(jí)管理體系,

其中，站級(jí)監(jiān)控點(diǎn)能夠看到站廠內(nèi)所有的視頻監(jiān)控信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；市級(jí)監(jiān)控點(diǎn)能夠看到市內(nèi)

各變電站的狀態(tài)；省級(jí)監(jiān)控中心可以看到省內(nèi)各變電站的狀態(tài)。每級(jí)均有不同的控制權(quán)限，同一

級(jí)別不同用戶也可根據(jù)操作需求擁有不同的控制權(quán)限。[nextpage]

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與系統(tǒng)組網(wǎng)方式

1O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可按行政區(qū)域劃分，采用星形拓?fù)淙?jí)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖所示,

如上圖所示，在無(wú)人值守的變電站一級(jí)建立視頻和環(huán)境監(jiān)控體系，將多個(gè)變電站的視頻和

數(shù)據(jù)信息通過通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到分控中心.多個(gè)分控中心本著負(fù)荷分擔(dān)的原則，對(duì)所屬各變電站

信息進(jìn)行分析處理，進(jìn)行相應(yīng)的顯示、錄像和控制，同時(shí)可以通過電力系統(tǒng)提供的通訊網(wǎng)絡(luò)把數(shù)

據(jù)上傳到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心根據(jù)需栗選擇觀察前端變電站的信息，并為省一級(jí)的控制中心預(yù)

留通訊接口，可以隨時(shí)將信息上報(bào)，供統(tǒng)計(jì)分析之用。

2.系統(tǒng)組網(wǎng)方式

2.1變電站系統(tǒng)組網(wǎng)圖

交換機(jī)

光纖收發(fā)器

光纖

高清IP攝像機(jī)高清IP攝像機(jī)視頻服務(wù)器智能視頻分析單元

模擬攝像機(jī)I模擬攝像機(jī)。-J

2.2前端變電站組成描述

前端變電站所采用的設(shè)備，根據(jù)情況的不同，分為三類:

新開通的監(jiān)控點(diǎn)

對(duì)于新開通的監(jiān)控點(diǎn)，可以直接采用高清IP攝像機(jī)。光橋可提供1280*720p高清IP攝像

機(jī)，其畫質(zhì)比傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)好很多，它借助H.264強(qiáng)大的壓縮性能，可以在2Mbps帶寬下提

供25幀連續(xù)的高清圖像。其整體效能遠(yuǎn)勝過傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)。IP攝像機(jī)的另--個(gè)優(yōu)點(diǎn)是安裝

布線方便，只需要提供電源和網(wǎng)線即可工作，如果采用帶有PoE功能的機(jī)型，只需連接一根網(wǎng)線

即可，改變了傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)需要接入視頻，音頻和數(shù)據(jù)控制等線纜的復(fù)雜程度，降低了設(shè)備運(yùn)

行的故障率。

已安裝模擬攝像機(jī)的監(jiān)控點(diǎn)

在實(shí)際的監(jiān)控項(xiàng)目中，有一些監(jiān)控點(diǎn)在過去已經(jīng)裝上了模擬攝像機(jī)，本著節(jié)約投資，充分

利用資源的原則，可以保留這些硬件資源，只需要在模擬攝像機(jī)的后面加上視頻服務(wù)器（DVS）

即可將這些視頻采集點(diǎn)融入到整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中去。光橋提供的視頻服務(wù)器采用H.264壓縮方式,

支持D1/HalfD1/CIF等分辨率，可以在1Mbps以內(nèi)的帶寬下傳輸25幀的實(shí)時(shí)圖像。視頻服務(wù)器同

時(shí)提供音頻和數(shù)據(jù)接口，可以將煙感，門磁等信號(hào)和視須信號(hào)一起傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，而無(wú)需額外

的設(shè)備和布線。

關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)

在變電站監(jiān)控項(xiàng)目中，由于考慮到安全生產(chǎn)，有一些關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)需要進(jìn)行7*24小時(shí)不間斷

吃控，一旦發(fā)生特殊情況要及時(shí)通知操作人員進(jìn)行處理。對(duì)于這種情況，如果僅僅靠工作人員不

停地盯著監(jiān)控屏幕觀察，長(zhǎng)時(shí)間的觀察帶來的疲勞很可能導(dǎo)致對(duì)于突發(fā)事件出現(xiàn)漏判或錯(cuò)判的

情況，既不可靠，也不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于這種需求，智能視頻分析技術(shù)是一個(gè)很好地解決方案。它利用

計(jì)算機(jī)人工智能和視頻分析技術(shù)，自動(dòng)地對(duì)圖像進(jìn)行分析，對(duì)于滿足觸發(fā)條件的事件自動(dòng)記錄，

并產(chǎn)生告警，這樣就大大解放了人力，同時(shí)還提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2o3監(jiān)控中心組成描述

監(jiān)控中心由五個(gè)部分組成：中心管理服務(wù)器，磁盤陣列，大屏幕，網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備和3G網(wǎng)關(guān)

設(shè)備。

中心管理服務(wù)器包括中心管理服務(wù)、注冊(cè)服務(wù)、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)等，其作用簡(jiǎn)單概括是管理協(xié)調(diào)

系統(tǒng)的運(yùn)作，并在前端設(shè)備與客戶端之間建立聯(lián)系，為客戶提供對(duì)各路視頻的監(jiān)視和管理接口,

并根據(jù)各級(jí)管理平臺(tái)的權(quán)限和管理策略完成視頻流的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā).所有這些功能都是通過在中

心管理服務(wù)器上運(yùn)行DVP數(shù)字視頻管理平臺(tái)來實(shí)現(xiàn).為保證DVP數(shù)字視頻管理平臺(tái)各項(xiàng)功能正常

運(yùn)行，中心管理服務(wù)器應(yīng)選擇至少4核心酷睿2處理器，4G內(nèi)存,2TB硬盤，帶有1GB顯存的3D高

速顯卡，以及千兆網(wǎng)卡。

磁盤陣列主要用于存儲(chǔ)視頻流數(shù)據(jù)，它采用千兆的以太網(wǎng)接口與中心管理服務(wù)器連接，以

滿足多路視頻同時(shí)存儲(chǔ)的需要.根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量的需求，磁盤陣列可分為8盤位，16盤位，24盤

位和48盤位等多種配置，還可以通過外部的級(jí)聯(lián)接口進(jìn)行多臺(tái)磁盤陣列的級(jí)聯(lián)，這樣可以成倍

地增加存儲(chǔ)空間。每個(gè)盤位可以支持最大2TB的硬盤，采用高速的SATA6Gbps或SAS接口，以

滿足突發(fā)的大容量存儲(chǔ)需求。為果證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全和存儲(chǔ)效率，磁盤陣列支持多種RAID模式，

RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID5等模式可以滿足不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。

大屏幕用于顯示高清的監(jiān)控圖像.系統(tǒng)采用40寸以上的LCD顯示屏，分辨率高于1600*1200,

以無(wú)損顯示720P的高清視頻及200萬(wàn)的抓拍圖像.顯示屏帶有HDMI或DVI數(shù)字接口，以保證圖像

的高質(zhì)量。

網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備包