電力系統(tǒng)需求分析

1、電力行業(yè)解決方案電力系統(tǒng)需求分析7 / 7隨著電力部門網(wǎng)絡(luò)的全面改造，各變電站 /所均實現(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、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠?qū)崟r、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應(yīng) , 適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(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)立了運行管理值班室及調(diào)度部門，雖有對各專業(yè)的運行歸口協(xié)調(diào)職能，但不能及時掌握 運行狀況和指揮處理運行障礙?，F(xiàn)在對運行監(jiān)視通常由各專業(yè)運行部門采用打電話來了解 和判斷處理故障。各種運行管理聯(lián)系是松散的，再依靠原始的人工方式已不能滿足通

2、信網(wǎng) 的發(fā)展需要。要跟上網(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)控數(shù)據(jù)由變電站前端的設(shè)備 /處理機采集 編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過計算機網(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)控數(shù)據(jù)，進行監(jiān)控，存儲、管理。電力遙視警戒系統(tǒng)的實施為實現(xiàn)變電站 / 所的無人 值守，從而為推動電力網(wǎng)的管理逐步向自動化、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?/

3、所的有關(guān)數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，能夠?qū)崟r、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應(yīng), 適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需要。該系統(tǒng)對于設(shè)備運行的機械狀況及規(guī)范管理有著顯著作用，同時對安全防范、環(huán)境狀況和對付自然災(zāi)害等有著 重大意義，能起到切實提高無人 /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)合遠程和本地人員操作經(jīng)驗的優(yōu)勢，避免誤操作。1.3 通過圖像監(jiān)控、燈光聯(lián)動、環(huán)境監(jiān)控監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)

4、備的運行狀況，起到預警和保護的作 用。1.4 配合其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動化系統(tǒng)等）的工作。二、用戶主要需求規(guī)范2.1 監(jiān)控對象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接地刀。2.1.3 對變電站內(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)視目標區(qū)域的攝像機對生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)境進行監(jiān)控和錄像，并將被監(jiān)視目 標的動態(tài)圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心可將控制信號發(fā)送到設(shè)在變電站的監(jiān)控主

5、機，實 現(xiàn)各種控制。監(jiān)控中心、變電站運行維護人員通過業(yè)務(wù)臺或監(jiān)控主機對變電站監(jiān)控范圍的目標區(qū)域 中設(shè)備或現(xiàn)場進行監(jiān)視，同時在業(yè)務(wù)臺或監(jiān)控主機上完成對變電站攝像機的控制（左右、 上下、遠近景、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)控中心或遠程變電站的錄像或圖片。2.2.2 報警功能 報警類別：消防報警、防盜報警、動態(tài)檢測系統(tǒng)實現(xiàn)告警錄像，同時傳送報警信息和 相關(guān)圖像至監(jiān)控中心，并自動在地理區(qū)域圖上或相關(guān)表格進行提示，顯示報警的內(nèi)容和具 體位置。系統(tǒng)告警時能聯(lián)動相關(guān)設(shè)備，如燈光、警笛等。 當發(fā)生報警時，能把報警信息發(fā)送到指定的移動電話上。2.2.3 控制功能 被授權(quán)

6、的網(wǎng)上任一操作人員能對任一攝像點進行控制，實現(xiàn)對攝像機視角、方位、焦 距、光圈、景深的調(diào)整，進行云臺的預置和控制。應(yīng)保證控制唯一性，當某個操作人員對設(shè)備進行控制時，其它同級操作人員則不能控 制。<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 系統(tǒng)設(shè)計原則：<P&NBSP;ALIGN=LEFT> 一、變電站遙視警戒系統(tǒng)設(shè)計原則1.1 系統(tǒng)充分體現(xiàn)了先進性、智能性、高性價比原則。1.2 可擴展性1.2.1 為了適宜未來系統(tǒng)擴展的要求，系統(tǒng)在滿足現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上預留足夠的接口以 便系統(tǒng)擴充之用。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

7、術(shù)措施，可以方便靈活的進行擴充，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（至少三 級）組網(wǎng)的方式，形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，高一級監(jiān)控中心能管理和監(jiān)控低一級監(jiān)控中心 的運行。1.3 開放性整個系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，兼容性強，能與現(xiàn)有電力 MIS 網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)（如變電 站自動化系統(tǒng)）互融，提供完整的維護業(yè)務(wù)平臺。1.4 靈活性1.4.1 系統(tǒng)可以很方便進行軟件升級，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

8、.4.3 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 先進性采用國際最新的 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， 實時性強。1.6 實時性視頻延時小于 0.5S 。1.7 可靠性1.7.1 具有設(shè)計獨到的視頻流量管理功能，保證網(wǎng)絡(luò)通暢。1.7.2 實行操作權(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)具備防雷和抗強電干擾能力，可適應(yīng)變電站中強電磁工作環(huán)境。1.7.5 系統(tǒng)的平均無故障工作時間 MTBF>50000 小時。1.8

9、 完善性1.8.1 具有強大的數(shù)據(jù)和告警的采控和處理功能。當發(fā)生報警時，能把報警信息以短消息形式發(fā)送到指定移動電話上。 與數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的無縫結(jié)合，實現(xiàn)告警時燈光、警笛聯(lián)動并錄像。1.8.2 功能完善的錄像管理體系。系統(tǒng)可選用手動、告警、定時錄像三種錄像方式；提 供指定周期的滾動刪除功能，有效防止存儲空間耗盡。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，對不同級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任一攝像點進行控制，實現(xiàn)對攝像機視角、方位、焦 距、光圈、景深的調(diào)整。進行云臺的預置和控制。1.8.4 有專為電力系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計的紅外測溫和門禁管理功能接口。

10、1.9 良好的硬件平臺系統(tǒng)硬件平臺為機架式設(shè)計，實現(xiàn)高度一體化、高度工程化，便于施工、安裝、調(diào)1.10 良好的軟件平臺系統(tǒng)的軟件操作簡便、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 整個系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，兼容性強，能與現(xiàn)有電力 MIS 網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)互融，提 供完整的維護業(yè)務(wù)平臺。1.2 可多級靈活組網(wǎng)、任意組合。1.3 采用國際最新的 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， 實時性強。1.4 具有設(shè)計獨到的視頻流量管理功能和功能完善的錄像管理體系

11、。1.5 具有強大的數(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)計的紅外測溫和門禁管理功能接口。1.8 系統(tǒng)具有很強的安全性，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，五年內(nèi)不會因技術(shù)陳舊造成整個系統(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)對于一個基于 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

12、遠遠不夠的。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)往往會彼此 或和其他系統(tǒng)爭用帶寬。若只有一、二個視頻源，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)采用強大的流媒體軟件技術(shù)專門設(shè)計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、流量和用戶的請求合理地分配各個 視頻流數(shù)據(jù)的傳輸，并可以依據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)的實際情況采取網(wǎng)絡(luò)多播( MutilCast )技術(shù)以降 低多個用戶請求同一視頻流數(shù)據(jù)時的網(wǎng)絡(luò)流量。從而保證了圖像質(zhì)

13、量，有效降低了在多用 戶并發(fā)操作下的圖像延遲和帶寬占用。同時也保證了高級別用戶可以及時有效地獲取所需 信息。并且使變電站遙視警戒系統(tǒng)的采用不會影響在同一網(wǎng)絡(luò)上用戶其他系統(tǒng)的正常運 行。2.2 數(shù)據(jù)采控技術(shù)包括所有模擬信號、開關(guān)信號、電壓電流的采集及設(shè)備遠程控制等，相對來說，這是 遙測遙控系統(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，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)，準確率高，反

14、應(yīng)時間短， 是一款高性能的數(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，針對圖像數(shù)據(jù)的混合傳輸做了優(yōu)化處理，適合多 點視頻和數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，降低了系統(tǒng)資源的占用率。同時設(shè)計了專用文件傳輸協(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、處理、分析技術(shù) 為了對告警數(shù)據(jù)進行分析處理，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)。并成功地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的分布存儲和訪問，有效地降低了

15、系統(tǒng)負 擔，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，系統(tǒng)支持對數(shù)據(jù)的多種查詢和分析方式。 同時系統(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)計值數(shù)據(jù)庫、實時曲線數(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、處理及分析提供了強有力的依據(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)量會影響整個系統(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 個時系統(tǒng)性能最佳。在前端變電站 /所少于等于 64 個時，系統(tǒng)性能基本不受影響。當前端變電站 /所數(shù)量大 于 64 個時，通常的做法是將這些變電站 /所拆

16、分成若干個分控中心 （ 每個分控中心的前端變 電站/所數(shù)量小于 64 個）。在這些分控中心之上再建立一個監(jiān)控中心，從而組成一個樹型網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)。監(jiān)控中心主要完成一些對分控中心的管理（包括非實時管理，如報表、統(tǒng)計等和實時管理即接管 ）。<P&NBSP;ALIGN=CENTER><IMG&NBSP;SRC=" 20076.gif? border="0" 15 2007-6Upload GCZX> <P&NBSP;ALIGN=LEFT>1.2 傳輸信道選擇目前，對于變電站遙視警戒系統(tǒng)通常有以下幾種傳輸方式：以太網(wǎng)

17、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)控主機通過以太網(wǎng)接口上傳至監(jiān)控中心?；蛘咭笞冸?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 通過以太網(wǎng)經(jīng)過各級路由器、交換機或 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髯冸娬荆ㄋ┑纳蟼鞯膱D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)上其他機器連接，供其進行處理。2M 模

18、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)。同時將 各個變電站（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 Upload GCZX2484.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，采用星形拓撲三級組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖所示:<FONT&NBSP;SIZE=2><P&NBSP;ALIGN=CENTER><IMG&NBSP;STYLE=&quo