探讨移动变电站远程监控系统

王 颖

国网宁夏电力公司银川供电公司

随着社会经济的不断发展，科学技术水平的不断提高，移动变电站作为一种重要应急供电设备，在突发重大自然灾害、设备更新改造时有着重要作用。现阶段，大多数变电站其通信接口主要在IEC 61850 标准基础上形成的，在此基础上，移动变电站远程通信概念基于IEC 61850 标准面向通用对象的变电站事件模型，构建远程监控系统。

移动变电站特点及适用场合

移动变电站具有占地面积小、结构紧凑体积小、车载机动灵活、维修与维护便利、无需建设审批、快速投运、前期准备工作少、省时间、省地、省钱的特点。

一般而言移动变电站的适用场合主要有：一是，初级分配。在高压电网建设中，能够避免过早的投资风险与建设规模过大，同时能够缓解电力供应与用户需求之间的矛盾。移动变电站不需要长时间占有土地，不仅不需要用地审批环节，加快了施工进度，还可以减少土地固定投资费用。二是，维修现有变电站。在现有变电站发生故障的时候，可以及时接驳移动变电站予以供电。这样不仅能够降低供电风险，快速恢复供电，还可以为原有设备的维修与调整赢得更多时间。三是，紧急或者临时供电需求。在遇到突发、不可预测事件的时候，如洪水、地震、火灾等，可以用移动变电站替代常规变电站，进而恢复电力供应。在电力负荷较高的时候，也可以投入使用，临时缓解一些供电容量不足的区域。在解决与缓解情况之后，可以转移移动变电站，不会长时间占用土地资源。四是，建设审批出现延误或者新建变电站计划暂停。因为建设审批延误致使项目施工时间紧张，可以借助预装式移动变电站，达到省时省力的效果。当项目资金不足或者其他原因导致某一变电站建设暂停的时候，可以使用移动变电站缓解供电紧张情况。

移动变电站远程监控系统构成

图1 远程监控系统构成示意图

远程监控系统主要是由前端多个监控点、远程视频服务器、客户端监控中心、通信网络组成，根据远程控制区域以及控制中心进行划分，其主要包括前端视频服务器、后端监控中心两个部分，系统结构如图1 所示。

视频服务器的任务就是压缩采集数据编码、维护数据等，并且按照监控中心指令对摄像头等采集设备进行控制。数字视频录像机作为监控系统的核心，具有录像、录音、控制、远程监视等功能，数字视频录像机是集录像机、报警控制、画面分割器、网络传输、云台镜头控制等功能为一体的设备，是一种价格合理的视频服务器。

现阶段主流产品有嵌入式数字视频录像机、PC 数字视频录像机等，嵌入式数字视频录像机主要采用实时多任务操作系统，将视频监控、储存、压缩、网络传输等功能集中在一个小体积设备上，具有一定的可靠性、稳定性、实时性，不需要安排专门人员管理，适合无人值守环境；PC 数字视频录像机的软件均是安装在硬盘上，系统异常关机非常容易导致系统文化破坏或系统硬盘损坏，进而造成整个系统崩溃，降低了系统的可靠性，只适合在可靠性要求较低的商用办公环境中应用。

根据功能不同，可以将监控中心分为中心监控服务器、监控普通客户分机、领导微机、电视墙服务器。在中心监控服务器中，配有监控中心软件，主要任务就是维护前端视频服务器、储存压缩视频流、分析图像、显示解码、联动报警等。监控普通客户分机可以在授权的情况，在不同地方登录。领导微机是权限较为特殊的一种客户分机。电视墙服务器主要就是对现场压缩码流进行解码监控，之后在高分辨率设备上显示，以供观看。

远程监控系统的关键技术与实现

（一）数字视频图像编码

现阶段，比较常用的压缩编码方法为无损压缩法与有损压缩法。通过这些编码方法的运用，可以实现以下指标：压缩比大、恢复效果好、压缩算法简单、压缩与解压快速。

现阶段，较为常用的视频编码标准为MPEG、H26X（1、3、4）等，其中MPEG-4 标准的压缩率十分惊人，可以借助很窄的带宽，利用帧重建技术，实现数据的压缩与传输，以此来实现利用最少的数据达到最好的监控效果。由此可以看出，在实际系统构建中，可以选用MPEG-4 标准。

（二）视频图像传输

在该系统中，主要是在以太网中传输，以太网和TCP/IP 具有一致的通信协议，非常容易集成，可以在同一总线上运行不同传输协议。

该系统选用TCP/IP 作为传输协议。在系统运行中，TCP 指的就是面向连接通信，可以为系统提供可靠数据传输服务，而UDP 指的就是面向无连接通信，适用于图像传输，除此之外，UDP 还支持视频播放。在此，可以借助网络多播技术，缓解网络负担，避免出现资源浪费现象。在同一网络中进行多播通信的时候，只有在网络内部运行并且表示“有兴趣”时，才会获取多播数据。

（三）网络通信

在系统运行过程中，通过Windows 的API 调节完成互相通信，开发TCP、UDP 这两种通信方式。尽管Windows 功能十分强大，但是使用仍不方便。此时可以利用Web Broker 的Internet 组件，组装复杂的Windows函数，其控件为Client Socket、Server Socket，能够对TCP/IP 应用程度予以开发。

针对网络控件Client Socket、Server Socket 而言，可以为应用程序开发提供便利。Client Socket 具有Socket客户端的功能，Server Socket 具有Socket 服务器端的功能。这两个控件就是Socket 通信的管理者与程序员，其均是在Custom Socket 的基础上研发的，本身不具备通信功能。事实上，予以通信的模块是Tcustom Win Socket 类。在直接运用的时候，不用与Tcustom Win Socket 类沟通，可以委托以上两个控件完成管理与通信。

（四）远程监控系统和数据采集主站的链接

现阶段，大部分数据采集系统与远程监控系统都是互相独立的，要想实现两个系统的深层次链接，也就是说，远程监控系统借助数据采集系统提供的数据展开联动，数据采集系统可以利用远程监控系统直接体现抽象数据，并且在远程监控系统检测到环境报警，或图像信息处理报警的时候，不仅可以切换联动图像信息，还可以联动数据采集系统，对报警情况予以深入分析及解决。

图2 远程监控系统与数据采集系统链接模型

将远程监控系统当成是数据采集系统的扩展，主要包括两点内容：一是，在数据采集系统予以遥调遥控等操作的时候，可以对监控画面进行联动切换；在检测设备报警或者信息综合处理并发现异常的时候，需要进行监控画面的联动切换；在正常巡视的时候，能够对监控画面是否联动切换予以设置。二是，当远程监控系统对比图像与亮度。以及运动物体出入的时候，不仅要对监控画面予以联动切换，还要进行联动报警，并且予以深入处理。

远程监控系统与数据采集系统链接模型如图2 所示。通过协议分析主机实现了远程监控系统与数据采集系统的链接，远程监控系统是数据采集系统的主要辅助内容，其终端能够在数据采集系统中获取远动数据，而数据采集系统主要就是借助网络或串行口向远程监控系统传输远动数据。在此模型中，主要就是通过松耦合方式达成了远程监控系统与数据采集系统的互联，视频图像信息与数据信息是通过不同渠道进行传输的，这样就可以保证两个系统的独立运行，同时也存在着一定的联系，确保了数据采集系统的可靠、安全运行，为远程监控系统的正常运行提供了可靠保障。

总而言之，要想实现移动变电站的无人值守，一定要重视对远程监控系统的研究，是一项不可或缺的重要内容。随着监控技术的快速发展，监控系统的构建越来越多，为社会经济发展带来了一定的效益。然而，远程监控系统作为一个复杂、综合、技术水平高的系统，涉及内容非常多，在实际建设中，一定要予以全面考虑，加强远程监控系统与数据采集系统的联动，充分发挥这两个系统的作用，进而达到预期的工作效果。