電力系統(tǒng)需求分析

1、 電力系統(tǒng)需求分析隨著電力部門網(wǎng)絡(luò)的全面改造，各變電站/所均實(shí)現(xiàn)無人值守，以提高生產(chǎn)效益。在電力調(diào)度通訊中心建立監(jiān)控中心，能夠?qū)Ω髯冸娬?所的有關(guān)數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進(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，已經(jīng)提到了電力部門的發(fā)展議事日程。目前，各局都設(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)系是松散的， 再依靠原始的人工方式已不能滿足通信網(wǎng)的發(fā)展需要。 要跟上

2、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展步伐， 必須在健全和完善電力網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)建立電力遙視警戒系統(tǒng)。 電力遙視警戒系統(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/處理機(jī)采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)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)、管理。電力遙視警戒系統(tǒng)的實(shí)施為實(shí)現(xiàn)變電站/所的無人值守，從而為推動(dòng)電力網(wǎng)的管理逐步向自動(dòng)化、 綜合化、 集中化、 智能化方向發(fā)展提供有力的技術(shù)保障。我公司開發(fā)研制的以圖像監(jiān)控為主、 數(shù)據(jù)監(jiān)控為輔的變電站遙視警戒系統(tǒng)正適應(yīng)了電力部?quot;遙視'"系統(tǒng)建設(shè)的需要。該系統(tǒng)為采用IP數(shù)字視頻方式，能夠?qū)Ω髯冸娬?/所的有關(guān)數(shù)據(jù)、環(huán)境

3、參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，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。該系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備運(yùn)行的機(jī)械狀況及規(guī)范管理有著顯著作用， 同時(shí)對(duì)安全防范、 環(huán)境狀況和對(duì)付自然災(zāi)害等有著重大意義，能起到切實(shí)提高無人/少人值守變電站的安全水平。電力系統(tǒng)需求分析：一、總體需求變電站智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)的功能，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.1 通過圖像監(jiān)控、安防（防盜）系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保護(hù)無人值守或少人值守變電站人員和設(shè)備的安全。1.2 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。1.3 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，

4、起到預(yù)警和保護(hù)的作用。1.4 配合其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等）的工作。二、用戶主要需求規(guī)范2.1 監(jiān)控對(duì)象2.1.1 變電站廠區(qū)內(nèi)環(huán)境。2.1.2 主變壓器外觀及中性點(diǎn)接地刀。2.1.3 對(duì)變電站內(nèi)的全部戶外斷路器、隔離開關(guān)和接地刀閘的合分狀態(tài)給出特寫畫面。2.1.4 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）。2.2 系統(tǒng)功能2.2.1 監(jiān)視和錄像功能利用安裝在監(jiān)視目標(biāo)區(qū)域的攝像機(jī)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和錄像， 并將被監(jiān)視目標(biāo)的動(dòng)態(tài)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)

5、控中心、 變電站運(yùn)行維護(hù)人員通過業(yè)務(wù)臺(tái)或監(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)在業(yè)務(wù)臺(tái)或監(jiān)控主機(jī)上完成對(duì)變電站攝像機(jī)的控制 （左右、 上下、 遠(yuǎn)近景、調(diào)焦等），畫面切換的控制和錄像控制。監(jiān)控中心可通過系統(tǒng)的瀏覽功能查看監(jiān)控中心或遠(yuǎn)程變電站的錄像或圖片。2.2.2 報(bào)警功能報(bào)警類別： 消防報(bào)警、防盜報(bào)警、動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)告警錄像，同時(shí)傳送報(bào)警信息和相關(guān)圖像至監(jiān)控中心， 并自動(dòng)在地理區(qū)域圖上或相關(guān)表格進(jìn)行提示， 顯示報(bào)警的內(nèi)容和具體位置。系統(tǒng)告警時(shí)能聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備，如燈光、警笛等。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，能把報(bào)警信息發(fā)送到指定的移動(dòng)電話上。2.2.3 控制功能被授權(quán)的網(wǎng)上任一操作人員能

6、對(duì)任一攝像點(diǎn)進(jìn)行控制， 實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)視角、 方位、 焦距、 光圈、景深的調(diào)整，進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和控制。應(yīng)保證控制唯一性， 當(dāng)某個(gè)操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)， 其它同級(jí)操作人員則不能控制。<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 一、變電站遙視警戒系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1.1 系統(tǒng)充分體現(xiàn)了先進(jìn)性、智能性、高性價(jià)比原則。1.2 可擴(kuò)展性1.2.1 為了適宜未來系統(tǒng)擴(kuò)展的要求，系統(tǒng)在滿足現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上預(yù)留足夠的接口以便系統(tǒng)擴(kuò)充之用。系統(tǒng)中控制部件（軟、硬件）采用模塊式結(jié)構(gòu)、模組式交換矩陣、內(nèi)部總線化等技術(shù)措施，可以方便

7、靈活的進(jìn)行擴(kuò)充，充分保證系統(tǒng)在將來的適應(yīng)性。1.2.2 靈活的組網(wǎng)方式，方便被監(jiān)控變電站的增加。1.2.3 幾個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以作為子系統(tǒng)組成更大的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可按多級(jí)（至少三級(jí)） 組網(wǎng)的方式， 形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)， 高一級(jí)監(jiān)控中心能管理和監(jiān)控低一級(jí)監(jiān)控中心的運(yùn)行。1.3 開放性整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)開放系統(tǒng)，兼容性強(qiáng)，能與現(xiàn)有電力 MIS 網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)（如變電 站自動(dòng)化系統(tǒng)）互融，提供完整的維護(hù)業(yè)務(wù)平臺(tái)。1.4 靈活性1.4.1 系統(tǒng)可以很方便進(jìn)行軟件升級(jí)，保證用戶投資。1.4.2 可調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量與帶寬占用， 系統(tǒng)采用軟件編解碼， 可以根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)幀數(shù)、 分辨率、圖像質(zhì)量等。1.4.3

8、多種圖像瀏覽方式，包括單畫面、四畫面、九畫面、十六畫面多種瀏覽方式。1.4.4 系統(tǒng)支持基于瀏覽器技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能，可以方便靈活的使用。1.5 先進(jìn)性采用國(guó)際最新的 MPEG-1 圖像壓縮處理技術(shù)，圖像清晰，畫面質(zhì)量高，占用帶寬小，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。1.6 實(shí)時(shí)性視頻延時(shí)小于0.5S 。1.7 可靠性1.7.1 具有設(shè)計(jì)獨(dú)到的視頻流量管理功能，保證網(wǎng)絡(luò)通暢。1.7.2 實(shí)行操作權(quán)限管理，保證統(tǒng)一、規(guī)范管理。1.7.3 系統(tǒng)具有自診斷功能。1.7.4 系統(tǒng)具備防雷和抗強(qiáng)電干擾能力，可適應(yīng)變電站中強(qiáng)電磁工作環(huán)境。1.7.5 系統(tǒng)的平均無故障工作時(shí)間 MTBF>50000 小時(shí)。1.8 完善性1.8

9、.1 具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和告警的采控和處理功能。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，能把報(bào)警信息以短消息形式發(fā)送到指定移動(dòng)電話上。與數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的無縫結(jié)合，實(shí)現(xiàn)告警時(shí)燈光、警笛聯(lián)動(dòng)并錄像。1.8.2 功能完善的錄像管理體系。系統(tǒng)可選用手動(dòng)、告警、定時(shí)錄像三種錄像方式；提 供指定周期的滾動(dòng)刪除功能，有效防止存儲(chǔ)空間耗盡。1.8.3 系統(tǒng)具備完善的控制功能：系統(tǒng)設(shè)權(quán)限管理，對(duì)不同級(jí)別的用戶給予不同的權(quán)限，有效防止越權(quán)操作。被授權(quán)的網(wǎng)上任一操作人員可對(duì)任一攝像點(diǎn)進(jìn)行控制， 實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)視角、 方位、 焦距、 光圈、景深的調(diào)整。進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和控制。1.8.4 有專為電力系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)的紅外測(cè)溫和門禁管理功能接口。1.9 良好的

10、硬件平臺(tái)系統(tǒng)硬件平臺(tái)為機(jī)架式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高度一體化、高度工程化，便于施工、安裝、調(diào)試。1.10 良好的軟件平臺(tái)系統(tǒng)的軟件操作簡(jiǎn)便、模塊化結(jié)構(gòu)，能應(yīng)用于Windows 等操作系統(tǒng)。<B&NBSP;CLASS=STYLE20>系統(tǒng)特色與主要技術(shù)手段：一、系統(tǒng)特色1.1 整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)開放系統(tǒng)，兼容性強(qiáng)，能與現(xiàn)有電力 MIS 網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)互融， 提供完整的維護(hù)業(yè)務(wù)平臺(tái)。1.2 可多級(jí)靈活組網(wǎng)、任意組合。1.3 采用國(guó)際最新的 MPEG-1 圖像壓縮處理技術(shù)， 圖像清晰， 畫面質(zhì)量高， 占用帶寬小，實(shí) 時(shí)性強(qiáng)。1.4 具有設(shè)計(jì)獨(dú)到的視頻流量管理功能和功能完善的錄像管理體系。1.5

11、 具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和告警的采控和處理功能。1.6 系統(tǒng)穩(wěn)定性高，體積小，便于安裝。是高度工程化的產(chǎn)品。1.7 有專為電力系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)的紅外測(cè)溫和門禁管理功能接口。1.8 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的安全性，適合電力系統(tǒng)的要求。1.9 系統(tǒng)支持基于瀏覽器技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能，可以方便的使用。1.10 系統(tǒng)設(shè)備先進(jìn)，五年內(nèi)不會(huì)因技術(shù)陳舊造成整個(gè)系統(tǒng)性能不高和過早淘汰。<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 二、主要技術(shù)手段<P&NBSP;ALIGN=LEFT>2.1 流媒體管理技術(shù)對(duì)于一個(gè)基于 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的圖像傳輸系統(tǒng)，如果僅僅滿足于圖像能在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，那是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的

12、。 由于視頻源眾多， 情況各異， 圖像監(jiān)控所需的視頻傳輸數(shù)據(jù)往往會(huì)彼此或和其他系統(tǒng)爭(zhēng)用帶寬。若只有一、二個(gè)視頻源，情況尚可忍受；若視頻源超過一定數(shù)目，需要調(diào)看圖像的用戶又多的話，局面就會(huì)混亂不堪。其后果就是圖像質(zhì)量下降、延遲、停滯，甚至造成系統(tǒng)癱瘓。無疑這是用戶所不能接受的。變電站遙視警戒系統(tǒng)采用強(qiáng)大的流媒體軟件技術(shù)專門設(shè)計(jì)了適合變電站遙視警戒系統(tǒng)所使用的視頻服務(wù)器軟件。 它的主要作用是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬、 流量和用戶的請(qǐng)求合理地分配各個(gè)視頻流數(shù)據(jù)的傳輸，并可以依據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況采取網(wǎng)絡(luò)多播( MutilCast )技術(shù)以降低多個(gè)用戶請(qǐng)求同一視頻流數(shù)據(jù)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量。 從而保證了圖像質(zhì)量， 有效降

13、低了在多用戶并發(fā)操作下的圖像延遲和帶寬占用。同時(shí)也保證了高級(jí)別用戶可以及時(shí)有效地獲取所需信息。并且使變電站遙視警戒系統(tǒng)的采用不會(huì)影響在同一網(wǎng)絡(luò)上用戶其他系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2.2 數(shù)據(jù)采控技術(shù)包括所有模擬信號(hào)、 開關(guān)信號(hào)、 電壓電流的采集及設(shè)備遠(yuǎn)程控制等，相對(duì)來說，這是遙測(cè)遙控系統(tǒng)中比較成熟的技術(shù)。AnyShow 變電站遙視警戒系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采控模塊系統(tǒng)穩(wěn)定，準(zhǔn)確性高。通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的 485 總線方式，可以很方便接入各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備。本方案采用我公司開發(fā)生產(chǎn)的一體化數(shù)據(jù)采集平臺(tái)， 具有數(shù)字輸入量， 模擬輸入量和數(shù)字控制量的平滑接入能力，用于采集紅外、門禁等告警數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確率高，反應(yīng)時(shí)間短，是一款高

14、性能的數(shù)據(jù)采控產(chǎn)品。2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 變電站遙視警戒系統(tǒng)在 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上開發(fā)了專用通訊層， 針對(duì)圖像數(shù)據(jù)的混合傳輸做了優(yōu)化處理， 適合多點(diǎn)視頻和數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸， 降低了系統(tǒng)資源的占用率。 同時(shí)設(shè)計(jì)了專用文件傳輸協(xié)議， 用于錄像文件的傳輸。該通訊層支持多種 TCP/IP 協(xié)議的傳輸，包括TCP 、 UDP 、多播等。2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析技術(shù)為了對(duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，變電站遙視警戒系統(tǒng)使用了 Microsoft 公司的SQL Server 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并成功地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的分布存儲(chǔ)和訪問，有效地降低了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，大大提

15、高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，系統(tǒng)支持對(duì)數(shù)據(jù)的多種查詢和分析方式。同時(shí)系統(tǒng)提供了各類數(shù)據(jù)庫。主要有告警數(shù)據(jù)庫、 歷史統(tǒng)計(jì)值數(shù)據(jù)庫、 實(shí)時(shí)曲線數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)事件數(shù)據(jù)庫。從而為整體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理及分析提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與系統(tǒng)組網(wǎng)方式:一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成1.1 前端變電站數(shù)量電力變電站遙視警戒系統(tǒng)不限定前端變電站/所的數(shù)量，但前端變電站/ 所的數(shù)量會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。 變電站遙視警戒系統(tǒng)在前端變電站/ 所少于等于32 個(gè)時(shí)系統(tǒng)性能最佳。 在前端變電站/所少于等于64 個(gè)時(shí)，系統(tǒng)性能基本不受影響。 當(dāng)前端變電站/所數(shù)量大于64 個(gè)時(shí)， 通常的做法是將這些變電站/所拆分成若干個(gè)分控中心（每個(gè)分控

16、中心的前端變電站/所數(shù)量小于 64 個(gè)）。 在這些分控中心之上再建立一個(gè)監(jiān)控中心， 從而組成一個(gè)樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 監(jiān) 控中心主要完成一些對(duì)分控中心的管理（包括非實(shí)時(shí)管理，如報(bào)表、統(tǒng)計(jì)等和實(shí)時(shí)管理即接管）。<P&NBSP;ALIGN=CENTER><IMG&NBSP;SRC=" 2007615145411139.gif? border="0"15 2007-6 UploadFile editor GCZX><P&NBSP;ALIGN=LEFT>1.2 傳輸信道選擇目前，對(duì)于變電站遙視警戒系統(tǒng)通常有以下幾種傳輸

17、方式：以太網(wǎng)傳輸方式以太網(wǎng)傳輸方式要求各變電站 （所） 的光纖或微波設(shè)備提供以太網(wǎng)接口， 以便于變電站（所） 的圖像、 聲音及數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控主機(jī)通過以太網(wǎng)接口上傳至監(jiān)控中心。 或者要求變電站 （所）已經(jīng)和監(jiān)控中心通過局域網(wǎng)相連。變電站 （所） 的圖像、聲音及數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控主機(jī)通過以太網(wǎng)經(jīng)過各級(jí)路由器、交換機(jī)或HUB 上傳至監(jiān)控中心。2M-以太傳輸方式2M- 以太傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設(shè)備提供2M 接口，以便于變電站（所）的圖像、聲音及數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控主機(jī)通過2M- 以太網(wǎng)橋上傳至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心通過2M- 以太網(wǎng)橋?qū)⒏髯冸娬?（所） 的上傳的圖像、 聲音及數(shù)據(jù)匯集到中心網(wǎng)絡(luò)交換器上與局域網(wǎng)上其

18、他機(jī)器連接，供其進(jìn)行處理。2M模擬傳輸方式2M 模擬傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設(shè)備提供2M 接口，以便于變電站（所）的圖像、及數(shù)據(jù)經(jīng) 2M 圖像編碼器上傳至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心經(jīng)2M 圖像解碼器將各變電站（所） 的圖像解碼到模擬監(jiān)視器或電視墻上， 或經(jīng)過二次編碼接入中心以太網(wǎng)。 同時(shí)將各個(gè)變電站（所）的數(shù)據(jù)匯集以便集中管理。以上幾種傳輸方式的性能比較如下表：<P&NBSP;ALIGN=CENTER><P&NBSP;ALIGN=LEFT><IMG&NBSP;SRC=" 15 2007-6 UploadFile editor GCZX200761514538484.gif? border="0">1.3 系統(tǒng)整體組網(wǎng)結(jié)構(gòu)變電站遙視警戒系統(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:<FONT&NBSP;SIZE=2><P&NBSP;ALIGN=CENTER><IMG&NBSP;STYLE="FILTER:&NBSP;&NBSP;WIDTH:&NBSP;425PX;&NBSP;HEIGHT:&a