近幾年來，隨著IEC61850標準的應(yīng)用和光電互感器的研發(fā)和投入使用，數(shù)字化變電站概念已在工程實踐中得到應(yīng)用，全國已建成一定數(shù)量的數(shù)字化變電站，數(shù)字化變電站試點工作也在開展。而我國智能電網(wǎng)的研究已經(jīng)啟動，作為電網(wǎng)重要組成部分，數(shù)字化變電站領(lǐng)域的研究和試點工作也將為智能電網(wǎng)的發(fā)展打下基礎(chǔ)。
數(shù)字化變電站使變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類，即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備;在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個層次，根據(jù)IEC通信協(xié)議草案定義，這三個層次分別稱為 “過程層”、“間隔層”、“站控層”。新型數(shù)字化變電站主要由為全數(shù)字和光纖的信號采集系統(tǒng)、數(shù)字化繼電保護和綜合自動化系統(tǒng)、數(shù)字化視頻及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成。
隨著變電站無人值守的推廣，傳統(tǒng)的變電站模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)為電力安全生產(chǎn)服務(wù)了多年，主要實現(xiàn)了遠程巡視設(shè)備、遠程操作監(jiān)護、安全防范等目的。數(shù)字化變電站的快速發(fā)展，對視頻監(jiān)控的清晰度、智能化提出了更高的要求。本文將根據(jù)國內(nèi)數(shù)字化變電站現(xiàn)有情況和高清智能視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢，介紹如何結(jié)合德國MOBOTIX公司高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，經(jīng)過二次開發(fā)構(gòu)建數(shù)字化變電站高清智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對變電站的整體狀況和設(shè)備運行情況進行直觀的監(jiān)視，輔助使用者更好地維護變電站生產(chǎn)運行。
總體需求概述
傳統(tǒng)的變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要以模擬視頻監(jiān)控方式為主，其清晰度較低、抗干擾性差，一般只能看清監(jiān)視場景中設(shè)備基本狀態(tài)，需要通過攝像機鏡頭變倍聚焦操作，才能看清設(shè)備局部細節(jié)。數(shù)字化變電站高清智能視頻監(jiān)控主要來源于以下幾個方面：
(1)在雷雨大風(fēng)、霧雪等惡劣天氣環(huán)境時，省電力公司需要了解電網(wǎng)500kV變電站的現(xiàn)場環(huán)境情況，變電站全景實時視頻、設(shè)備區(qū)實時視頻對掌握實時情況提供了重要輔助手段，但以往模擬視頻系統(tǒng)往往無法很好實現(xiàn)。
(2)以往的變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)其設(shè)計思路還是圍繞攝像機點位為中心，其操作過程復(fù)雜，不能直觀反映運行人員的操作目的。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)可基于設(shè)備區(qū)域、設(shè)備一次接線圖設(shè)計，以設(shè)備智能管理為核心來實現(xiàn)變電站高清視頻監(jiān)控，操作簡單、直觀、實用。
(3)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用是典型的實時流媒體應(yīng)用，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬較高，對于監(jiān)控中心多個客戶訪問變電站實時視頻，需要有健壯、可靠的流媒體服務(wù)系統(tǒng)提供訪問服務(wù)。
系統(tǒng)架構(gòu)
前端攝像機采用德國MOBOTIX高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，分別監(jiān)視變電站全景、500kV設(shè)備區(qū)、220kV設(shè)備區(qū)、主控室、大門、周界、變壓器及輔助設(shè)備區(qū)，采用百兆光纖收發(fā)器將編碼壓縮后的視頻數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸?shù)秸径吮O(jiān)控中心，由數(shù)字視頻與環(huán)境監(jiān)控主機解碼輸出到大屏幕液晶顯示器。數(shù)字視頻與環(huán)境監(jiān)控主機完成高清視頻的存儲與流媒體分發(fā)服務(wù)，以及現(xiàn)場周界報警信號采集，實現(xiàn)報警聯(lián)動視頻。
