本文介紹了無人值守變電站的應(yīng)用特點(diǎn)，并對當(dāng)前常見的幾種解決方案的優(yōu)勢和不足進(jìn)行了分析。同時(shí)，針對目前電力行業(yè)無人值守系統(tǒng)普遍存在的問題：如何將分散的系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控以保證原有投資不會(huì)浪費(fèi)，提出一套完整的無人值守綜合平臺(tái)解決方案，以供讀者朋友們在處理相關(guān)問題時(shí)作參考。
無人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)可以做什么？
隨著無人值守變電站管理模式的全面推廣，越來越多的電力企業(yè)開始貫徹使用變電站的無人值班管理，監(jiān)控行業(yè)廠家和電力自動(dòng)化廠家也越來越重視電力行業(yè)變電站“遙視”系統(tǒng)的開發(fā)與推廣。那么，什么是無人值守變電站監(jiān)控，其監(jiān)控究竟可以做什么？筆者綜合多個(gè)案例分析，結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀，總結(jié)如下。
第一，無人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)本質(zhì)上就是一整套的監(jiān)控報(bào)警聯(lián)網(wǎng)控制管理系統(tǒng)。
·在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，無人值守變電站監(jiān)控以視頻監(jiān)控報(bào)警為主，以環(huán)境、門禁等子系統(tǒng)為輔；
·在規(guī)模上，無人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)，少則幾十個(gè)站統(tǒng)一管理，多則幾百、幾千個(gè)變電站統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理。
第二，無人值守變電站監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的無人/少人值守監(jiān)測。
·變電站監(jiān)控環(huán)境復(fù)雜，不同于一般應(yīng)用場所的監(jiān)控，它對監(jiān)控設(shè)備的穩(wěn)定性、抗電磁輻射等要求極高，必須要專業(yè)的無人值守監(jiān)控系統(tǒng)，而普通監(jiān)控系統(tǒng)難以滿足要求；
·在監(jiān)控模式上響應(yīng)電力行業(yè)無人值守監(jiān)控模式，因此必須保證監(jiān)控系統(tǒng)長期運(yùn)行的穩(wěn)定性，由集控站或調(diào)度中心集中統(tǒng)一管理，前端站則無人/少人值守。
什么樣的變電站適合做無人值守監(jiān)控？
電力行業(yè)變電站多數(shù)呈分散式分布，且很多地理位置處于人煙稀少的地方，平時(shí)無人或少人值守，管理人員只是在固定的時(shí)間去進(jìn)行設(shè)備維護(hù)工作。根據(jù)電力行業(yè)配電網(wǎng)劃分標(biāo)準(zhǔn)，變電站按照電壓等級可分為變電站、高壓變電站、中壓變電站和低壓變電站。其中屬于無人值守變電站管理模式的包括超高壓和高壓變電站。在規(guī)模上主要屬于35KV至750KV之間的變電站，具備無人值守變電站監(jiān)控的實(shí)際意義。
常見的變電站解決方案分析
目前，市場上常見的電力變電站的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控解決方案主要有四類。
第一類為基于矩陣級聯(lián)解決方案（如圖1）。這類解決方案的優(yōu)勢在于，由于不進(jìn)行數(shù)字壓縮，圖像無損傳輸，視頻效果良好，通過矩陣專用鍵盤進(jìn)行切換、控制，本地監(jiān)控用戶使用起來簡單、方便。它適合于監(jiān)控點(diǎn)數(shù)較多且較集中的大型變電站。但是，這種解決方案的劣勢在于視頻的傳輸、多用戶共享以及存儲(chǔ)等方面不夠靈活。由于電力行業(yè)大多為2M帶寬，使用傳統(tǒng)矩陣走光線傳輸?shù)募壜?lián)方式，無法使用電力行業(yè)專網(wǎng)，很難進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，構(gòu)建大系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。如采用網(wǎng)絡(luò)矩陣級聯(lián)方式，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，無法保證對前端變電站警情及時(shí)處理，而且矩陣不具備存儲(chǔ)功能，很難對報(bào)警情況進(jìn)行事后查詢。而如果在前端變電站加入數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備，又會(huì)造成用戶投資成本的增加。
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第二類為基于嵌入式DVR的聯(lián)網(wǎng)解決方案（如圖2）。這類方案的優(yōu)勢在于解決了集中監(jiān)控、數(shù)字化傳輸、存儲(chǔ)等幾方面的問題，適合于各子站基中監(jiān)控，總站集中管理且網(wǎng)絡(luò)條件較好的變電站。由于其嵌入式芯片本身限制，只能達(dá)到半數(shù)字化的程度，在系統(tǒng)的擴(kuò)容（如支持變電站動(dòng)力系統(tǒng)、環(huán)境檢測、人員出入管理等方面）、升級方面都有一定的局限性。
第三類為基于網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的解決方案（如圖3），完全基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化解決方案優(yōu)勢很明顯，系統(tǒng)架構(gòu)更為簡便，完全數(shù)字化的視頻流無論在存儲(chǔ)、傳輸、多用戶共享，還是系統(tǒng)的擴(kuò)容、升級方面都變得異常簡單、容易。其缺點(diǎn)是，對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較高，無法滿足電力行業(yè)2M E1專網(wǎng)的大多數(shù)實(shí)際情況，不適合35KV以上變電站監(jiān)控使用。
第四類為基于綜合監(jiān)控主機(jī)的解決方案（如圖4）。該系統(tǒng)可對所有前端變電站的重點(diǎn)部位進(jìn)行24小時(shí)視頻監(jiān)控，并可以按照不同的方式對不同的前端設(shè)置錄像。
系統(tǒng)可連接大量報(bào)警設(shè)備，例如門磁、紅外、煙感、水浸等，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)能自動(dòng)報(bào)警，上傳報(bào)警信息并聯(lián)動(dòng)進(jìn)行數(shù)字錄像或聲光電報(bào)警。另外，系統(tǒng)可以加入門禁接口，可以將門禁系統(tǒng)無縫接入，加強(qiáng)對變電站進(jìn)出人員的管理。通過音視頻監(jiān)控使管理人員能夠隨時(shí)隨地看到設(shè)備和現(xiàn)場工作人員的工作情況，還可以與前端工作人員對話，加強(qiáng)管理的互動(dòng)性。此外，系統(tǒng)還可結(jié)合大量專業(yè)的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)及時(shí)反映空調(diào)系統(tǒng)、溫濕度等保障設(shè)備的數(shù)據(jù)。報(bào)警時(shí)可以聯(lián)動(dòng)完備的錄像策略，可以發(fā)送彩信通知就近的值班人員或相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)，提供與“三警合一”報(bào)警平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)接口。 [nextpage]
基于監(jiān)控主機(jī)的解決方案，優(yōu)勢突出，但因其是PC式架構(gòu)，所以必需搭配無人值守專用智能監(jiān)測狗使用，否則在穩(wěn)定性上會(huì)存在不足。
經(jīng)過多年的建設(shè)，目前電力行業(yè)無人值守系統(tǒng)普遍存在的問題是：用戶在各自的變電站等已實(shí)施了部分視頻監(jiān)控、動(dòng)環(huán)監(jiān)測和綜合報(bào)警系統(tǒng)，但大多分步、分批實(shí)施，導(dǎo)致系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行，甚至每套系統(tǒng)都需要獨(dú)立的管理人員，很難做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，無形中降低了系統(tǒng)的高效性，增加了系統(tǒng)的管理成本。對于用戶來說，如何將分散的系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控以保證原有投資不會(huì)浪費(fèi)才是目前的當(dāng)務(wù)之急。
變電站監(jiān)控系統(tǒng)的集大成者——無人值守綜合監(jiān)控平臺(tái)
基于電力行業(yè)客戶的實(shí)際需求，電力行業(yè)變電站監(jiān)控專業(yè)廠家，紛紛開始提出無人值守綜合平臺(tái)解決方案（如圖5）。無人值守變電站監(jiān)控應(yīng)該是以視頻監(jiān)控為主，輔以動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測、綜合報(bào)警處理和門禁控制信息等。因?yàn)?，既然前端是無人或少人值守，那么，在后端管理中心就必然要對前端的所有狀況、所有信息全盤掌控，才能真正做到無人或少人值守。
該綜合監(jiān)控平臺(tái)以圖像監(jiān)控為主、數(shù)據(jù)監(jiān)控為輔，結(jié)合多種報(bào)警功能，正適應(yīng)了電力部門無人值守變電站的需要。同時(shí)，它采用了先進(jìn)的圖像識(shí)別技術(shù)，能夠?qū)Ω髯冸娬镜碾娐范?斷、環(huán)境參量、現(xiàn)場狀況進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警，能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和掌握各個(gè)變電站的情況，及時(shí)對發(fā)生的事件做出反應(yīng)，操作上簡單方便，適合電力部門維護(hù)使用。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
前端監(jiān)控設(shè)備
在變電站設(shè)置球機(jī)以觀察整個(gè)站的總體狀況；在大門出入口設(shè)置攝像機(jī)觀察整個(gè)通道人員的進(jìn)出情況；在樓通道處設(shè)置攝像機(jī)以觀察整個(gè)通道人員的進(jìn)出情況；在開關(guān)室內(nèi)設(shè)置攝像機(jī)觀察各路開關(guān)的通斷狀態(tài)；在通訊及監(jiān)控室設(shè)計(jì)球機(jī)以觀測直流屏等重要設(shè)施；在電容室內(nèi)設(shè)置攝像機(jī)以觀察主要電容設(shè)備；在高壓室內(nèi)設(shè)置球機(jī)以觀察高壓開關(guān)情況，并安裝門禁、煙霧探測、紅外報(bào)警等探測、報(bào)警裝置。另外，部分監(jiān)控場所需要安裝數(shù)據(jù)采集模塊，采集溫濕度、電壓電流等數(shù)據(jù)。
傳輸系統(tǒng)設(shè)備
通常從變電站到監(jiān)控中心都有2Mbps的E1通道，將核心設(shè)備通過2M網(wǎng)橋連到光端機(jī)等E1通道上，把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心。
監(jiān)控中心組成
監(jiān)控中心分為集控站分控中心和調(diào)度局監(jiān)控中心（如圖6）。
集控站監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)管理前端各個(gè)變電站設(shè)備，相應(yīng)權(quán)限由調(diào)度局監(jiān)控中心的密碼驗(yàn)證服務(wù)器統(tǒng)一分配。根據(jù)實(shí)際情況選擇錄像或者將視頻信號(hào)解碼輸出至電視墻。
在調(diào)度局監(jiān)控中心配置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、密碼驗(yàn)證服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理前端所有攝像機(jī)、視頻編碼設(shè)備、報(bào)警設(shè)備，并聯(lián)動(dòng)報(bào)警和數(shù)字錄像，同時(shí)管理后端所有上網(wǎng)監(jiān)控用戶。調(diào)度局監(jiān)控中心擁有最高權(quán)限，負(fù)責(zé)系統(tǒng)里所有設(shè)備的權(quán)限認(rèn)證和分配管理工作。監(jiān)控人員通過綜合監(jiān)控平臺(tái)，用指定的用戶名和密碼登陸監(jiān)控服務(wù)器，就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)度、錄像、報(bào)警、電子地圖等一系列功能。 [nextpage]
遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)
在電力行業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它職能部門或相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，可以通過IE瀏覽器或相應(yīng)的分控軟件，用指定的用戶名和密碼登陸監(jiān)控服務(wù)器，就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度、監(jiān)控。
無人值守綜合平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
·實(shí)施方便快捷：充分利用電力行業(yè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（系統(tǒng)支持光纖線路、支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，支持電力行業(yè)的2M專網(wǎng)），易于日后系統(tǒng)擴(kuò)展；
·適合構(gòu)建大型系統(tǒng)：系統(tǒng)支持三級/四級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持大系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)；
·高度兼容性：系統(tǒng)可以支持多種系統(tǒng)兼容，支持PC式監(jiān)控主機(jī)，支持嵌入式硬盤錄像機(jī)、矩陣級聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器解決方案；
·平滑過渡，節(jié)省資金：系統(tǒng)既可以一次投資搭建統(tǒng)一平臺(tái)，終身受益，也可以系統(tǒng)逐次添加，節(jié)省資金；
·安全性能高，性價(jià)比高：分布式存儲(chǔ)同集中式存儲(chǔ)相結(jié)合，圖像資源分布式存儲(chǔ)，集中管理，提升存儲(chǔ)的穩(wěn)定、可靠性，并降低存儲(chǔ)造價(jià)，具有極高的性價(jià)比；
·大屏幕圖文顯示：調(diào)度中心大屏幕圖文顯示系統(tǒng)（DLP無縫拼接大屏+監(jiān)視器+LED），實(shí)時(shí)顯示、切換豐富的圖文信息，適合指揮中心監(jiān)控、指揮、調(diào)度；
·功能豐富：強(qiáng)大的綜合軟件管理系統(tǒng)提供了一個(gè)廣闊的控制平臺(tái)。它不僅可以實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)客戶現(xiàn)有的需求，還可以保證針對電力行業(yè)的特殊要求及時(shí)定制相關(guān)功能模塊。一套專用平臺(tái)軟件統(tǒng)一管理所有設(shè)備，電子地圖雙屏顯示，報(bào)警聯(lián)動(dòng)多路視頻，有效布控追蹤；
·集中管理：電力行業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜，需要監(jiān)控的點(diǎn)數(shù)量比較多，位置比較分散，而又要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理。綜合監(jiān)控系統(tǒng)解決了分散監(jiān)控、集中管理的難題。通過網(wǎng)絡(luò)將所有的監(jiān)控點(diǎn)連成一個(gè)系統(tǒng)，在監(jiān)控中心通過若干臺(tái)中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。
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