变电站视频监控解决方案

变电站视频监控解决方案

一、前言

随着电力系统改造和自动化建设不断发展完善，电网公司大多已经实现了对远程变电站/电网发电机组的遥测、遥信、遥控、遥调，即“四遥”功能。当前，各公司为了提高劳动生产率，增加经济效益，开始对电力生产实现无人值守或者远程遥控操作。网络视频监控系统作为“五遥”是对“四遥”的补充和完善，越来越广泛地被电力用户应用到电力生产管理调度之中。无人值守变电站管理模式的推广，变电站巡检制度的建立，在巡检中心、集控中心（集控站）等相关部门通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理。将变电站的视频数据和监控数据由变电站前端的设备/处理机采集编码，并将编码后的数据通过IP网络传输到监控中心。监控中心接收编码后的视频数据和监控数据，进行监控，存储、管理。电力遥视警戒系统的实施为实现变电站/所的无人值守，从而为推动电力网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。可提高变电站运行和维护的安全性和可靠性，并可逐步实现电网的可视化监控和调度，使电网调控运行更为安全、可靠。

二、需求分析

变电站视频监控和环境监控系统的综合应用需求：

1.变电站内各类设备（如：主控室控制屏显示、仪表读数、开关室设备、主变压器和

各主变风扇运行、电容器室等）运行情况；

2.实时监视变电站大门口和主要通道；

3.实时接收周界和室内红外报警信号；

4.实时监测变压器中性点接地刀、油位和火灾报警；

5.实时监测电缆温度；

随着技术的发展，视频监视图像可作为对事故追忆的一种有效手段，帮助技术人员查看事故发生时变电站的状况，从而尽可能地找到事故发生的原因；

现场操作指示变电站的各种操作要严格遵守操作规程，但是各种操作也比较繁琐，因此必须要有相应的保证措施──一般都采用系统的"五防"闭锁结合操作人员使用"五防"钥匙的方法来达到这一目的。在视频监视技术出现后，可以利用远程实时监视功能，由调度中心的值班人员对远方变电站操作人员进行操作指导，如果发现不正确的操作，可以通过电话、手机及时提醒操作人员，从而确保操作的万无一失。另外，也可以发现一些在施工现场不容易观察的遗留工作物品，这时可以利用高空摄像机来发现这些遗留物品，从而消除安全隐患；

安全防范这里说的安全防范是指防火、防盗。系统通过分布在变电站的各种传感器，如烟感传感器、红外微波探头、门禁传感器、玻璃破碎传感器等，接收并及时地将报警信号传送给调度中心，以做出相应处理。

三、现状问题

目前供电公司大部分的变电站都实现了无人值守，变电站遥视系统已经成为重要的电网运行监控手段。目前无人值守变电站和二级机构的遥视系统一般还是采用传统的硬盘录像机解决方案。该解决方案是在无人值守变电站配置一台或多台硬盘录像机，通过硬盘录像机对监控点的模拟信号进行数字化编码后存储到本地硬盘录像机的硬盘中进行视频资料的保存。

视频图像查看需要通过硬盘录像机厂家提供的基于C/S模式的客户端软件连接到硬盘录像机上进行观看或者通过硬盘录像机内置的WEB Server用B/S模式监看（B/S模式只支持单路图像浏览）。不同硬盘录像机厂家提供的客户端软件虽然都能实现基本的实时浏览和录像查询等功能，但不同厂家的客户端软件无法实现互联互通，在不同的变电站之间进行监控切换时，需要更换不同的客户端软件才能实现监看功能。

在无人值守变电站的承载网络上，一般为每个变电站提供一路E1通道进行业务数据和监控数据的混合传输，导致每个变电站只能并发观看1～2路视频图像，超过2路时就非常容易出现蓝屏、马赛克、拖影等现象。

从当前电力监控系统的现状可以看出目前无人值守变电站的遥视系统都是分散、孤立的，没有形成一个统一体，没有实现集中运行、集中调度，造成这种情况的主要原因如下：（1）两种编码方式不兼容

目前已经在网使用的硬盘录像机设备采用的编码方式有H.264和MPEG4两种，这两种编码所形成的流媒体文件无法兼容，不同的编码方式需要采用不同的解码控件才能实现正常解码。而目前硬盘录像机厂家提供的客户端软件还无法支持同时解码两种编码的功能。

（2）各厂家客户端软件不兼容

目前硬盘录像机厂家提供的客户端软件只能对本厂的产品进行解码，即使不同厂家的设备采用同样的H.264或MPEG4的编码方式，也无法实现不同厂家的客户端软件与不同厂家的硬盘录像机的互通，导致在监控中心的电脑上需要同时安装多套不同厂家的客户端软件才能实现最基本的监看功能。

（3）各厂家设备控制协议不兼容

虽然目前各厂家设备的远程管理协议都是采用SNMP协议，但是MIB库的定义却不尽

相同，这样就导致了无法通过某一个硬盘录像机厂家的管理平台对其他所有的硬盘录像机进行统一的远程管理。而且硬盘录像机的设备故障也不能及时地反馈到监控中心，无法实现对远端设备的主动管理。

四、设计原则

为了解决上述问题，对现有变电站的视频监控系统进行整合，形成统一完整的视频系统，视频信息统一管理、统一存储，远程监控，是提高变电站无人值守水平的必然的选择。

综合视频监控系统是在网络视频监控平台的基础上进行功能扩展，除实现基本的视频监控的功能外，还要实现与遥测、遥信、遥控、遥调“四遥”的智能化联动监控。

综合遥视系统的功能设计主要应考虑以下几方面：

➢多级网络架构，支持大系统平台联网，兼容主流监控厂家前端产品；

➢提供与电力“四遥”的接口，实现系统级融合；

➢中心平台管理软件实现对于系统设备的统一管理，支持GIS视频监控应用，报警联动多路视频，有效布控追踪；

➢系统软件采用模块化设计，保证系统可扩展性，可根据需要实现系统平滑扩容；

➢支持分布式图像存储及中心IP SAN存储模式，并统一由中心管理平台统一进行权限分配及资源调度；

➢监控中心采用大屏幕图文显示系统，实时显示、切换丰富的图文信息。

➢系统提供开放接口，可根据电力应用需要做相应的定制性功能开发。

五、系统结构

基于DVR网络硬盘录像机的电力变电站远程图像监控系统，对于纳入遥视监控范围的变电站的数量没有限制，主要视其应用环境的网络状况，因此基本上系统规模可根据电网区域范围大小和变电站数量自由组合定义。同时系统可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络。

根据电力行业的应用特点及管理模式，其电力变电站远程图像监控系统基本上分为主控中心、区域监控中心和站端系统的三级网络结构方式。系统在各变电站站端装备一台或多台DVR网络硬盘录像机（具体数量视变电站内配置的监控摄像机数量），完成对视音频信号的数字化及编码压缩处理，将其和报警等数据信息一起打包成IP数据包在IP网络上传输；各集控中心（包括巡检中心）设区域监控中心，利用中心与变电站之间的10/100Mb/s (10/100BASE)光/电接口通道或2Mb/s(G.703)电路通道，接收各变电站站端网络硬盘录像机上传的视音频、报警信息，同时通过“网络视频集中监控系统管理软件”进行远程实时监控；