基于C/S 模式的变电站图像监控系统在地区电网调控中心的应用

王晓冬，简 钢，黄 洪，楼书氢

（国网江西省电力公司吉安供电分公司，江西吉安 343009）

0 引言

随着变电站综合自动化技术的发展及变电站自动化运行水平的大幅提高，某地区电网基本上实现了变电站的无人值班，加上该地区电网调控中心自2012年6月1日正式投运以来，一共接入9 座220 kV变电站、24座110 kV变电站，使得调控中心对所管辖范围内的全部无人值班变电站实现了包括遥信、遥测、遥控、遥调在内的“四遥”功能[1]。

为提高无人值班变电站运行维护的安全与可靠性，实现地区电网的可视化调度与监控，可在传统“四遥”的基础上增加遥视功能，即通过建立变电站图像监控系统，从而推动变电站真正意义上的无人值班进程，为电网调度管理的集中化、智能化以及电网安全稳定运行提供有力的保障。

1 变电站图像监控系统设计原则

变电站图像监控系统主要是为能够实现对所监控的无人值班变电站及变电设备的安全而设立。从无人值班变电站安全防范的角度，变电站图像监控系统主要是保障无人值班变电站空间范围内的建筑安全、防火、防盗；从无人值班变电站变电设备的安全角度，变电站图像监控系统主要是保障无人值班变电站内变电设备的正常运行，在事故时保持与主站的图像通信等[2]。

对应于变电站图像监控系统的主要应用功能，图像监控系统的设计原则大致如下：

1）可靠性。变电站图像监控系统采用可靠性高的图像监控系统管理服务器、流媒体服务器及WEB浏览服务器等，确保系统可以长时间连续可靠运行。

2）兼容性。变电站图像监控系统可以方便的接入无人值班变电站端各种厂家、型号的图像监控设备，支持多种通信协议和连接方式。

3）安全性。变电站图像监控系统提供用户权限设置与身份识别功能，为系统的运行管理提供安全保密机制。

4）扩展性。变电站图像监控系统在系统硬件及软件上都有预留的接口，可以满足系统未来的发展需要。

5）智能化。变电站图像监控系统可提供多种智能的功能选择，如自动轮巡、定时录像、报警录像等，实现图像监控系统与监控系统的联动，对无人值班变电站实行有效的监控[3]。

2 变电站图像监控系统的构成

2.1 系统结构图

地区电网调控中心变电站图像监控系统结构示意图如图1 所示。其中，无人值班变电站端的图像视频监控信号通过通信传输通道最终汇集到交换机上。

图1 主站拓扑结构示意图

2.2 变电站端图像监控设备

变电站端图像监控设备主要有监控前端设备和室内后台设备两部分，监控前端设备由安装在变电站内生产场地上的一体化摄像机、云台、控制解码器等组成。室内后台部分包含有硬盘录像机、硬盘、监视器、编解码器等设备。

一体化摄像机可以在任何气象条件，任何光照强度下全方位的采集变电站内的视频信息，采集到的视频信息通过视频线传输到服务器，同时可以经编解码器进行处理，将模拟信号数字化并压缩编码，以便于在通信系统上进行传输，解码器还可以把调控中心主站端传输过来的控制命令解码后控制可控装置，实现调控中心对镜头、云台等监控设备的远程控制。硬盘录像机是核心设备，通过它，变电站内的监控录像可以直接在监视器上显示出来[2][3]。

2.3 通信传输系统

通信系统是图像监控系统中的重要组成部分，将变电站与调控中心连接起来，并使得图像视频信息、控制命令和响应信息等在变电站和调控中心之间可靠地传输。变电站需要上传的图像视频信息经数字化编码成流媒体格式后，采用传输控制协议/因特网互联协议（TCP/IP）和网络组播技术进行传输。

2.4 调控中心侧图像监控主站设备

调控中心主站端图像监控设备主要有管理服务器、流媒体服务器、监控工作站及WEB 浏览服务器等。

其中，管理服务器负责对用户、设备、信息进行统一集中管理，后台安装有网络数据库，能够实现对信息的集中存储，并对变电站端视频监控主机上传的视频信号进行接收和处理。流媒体服务器转发来自各变电站的视频数据给各个客户端。监控工作站是安装了客户端软件的计算机，用户可以通过在工作站上使用客户端软件，对系统进行监控和操作。维操站内的计算机也可以作为监控工作站。公司领导，生产管理部门领导和专责，应急指挥中心等可以通过WEB浏览服务器实现与MIS网的连接，根据授予的相应的权限进行图像监控视频信息的浏览或控制。

3 变电站图像监控系统的功能

调控中心图像监控系统主站的主要功能大致如下[3]：

1）实时图像视频监控。主要包括无人值班变电站实时图像显示功能，包含变电站户外生产场地环境、电气设备及主控室、继保室内环境和设备运行情况；图像监控及存储等功能；实时监视同一无人值班变电站内多路实时图像信息；监视画面上显示对应的监视设备名称、场景名称、摄像机位置及时间等文本信息；自动轮巡功能等。

2）图像管理。主要包括图像监控系统可以存储、显示各个无人值班变电站选定摄像机的实时图像画面信息，可以回放变电站端任一选定摄像机的历史图像等。

3）安全管理。主要包括图像监控系统登录及操作权限的管理，按照工作性质赋予登录用户不同权限；所有重要操作，如登录、修改配置参数、控制等均保存操作记录，方便查询统计；系统具有足够的安全保护，重要数据及信息不会被篡改和破坏。

4）联动报警。主要包括通过提前给摄像机设置报警预置位，当有保护动作开关跳闸，或有环境变化时，摄像机可以根据报警信号迅速移动到预先设置好的位置，并且可以自动录像存盘，保留报警前后时间内现场的图像，便于事故追忆和分析。

5）远程控制。主要包括远程控制摄像机、云台等监控设备，实现对各个无人值班变电站生产场地上变电设备及主控室、继保室内环境和设备运行情况的控制。

6）网络浏览。主要包括通过IE浏览器浏览图像监控系统历史和实时图像；在浏览方式下实现对各个无人值班变电站内摄像机等监控设备的控制等。

4 变电站图像监控系统的运维与使用情况介绍

变电站实时图像视频监控画面目录如图2所示，在综合网络监控管理平台上可以按照监控需要实现对各无人值班变电站内多路实时图像信息的采集与监视，且监视画面上可以显示对应的监视设备名称、场景名称、摄像机位置及时间等详细信息。

图2 变电站实时图像视频监控画面目录

此外，为保障和实现变电站图像监控系统全部实用功能，并保证整套系统的正常工作和良好运行，先后制定了《图像监控系统服务器故障应急处理预案》《变电站图像监控系统运行管理规程》《变电站图像监控系统考核管理办法》等应急预案和相关管理规程，并建立了《变电站图像监控系统缺陷处理纪录》《变电站图像监控系统运行维护经验库》等相关维护工作文档，逐步完善了运行维护与使用机制，使得变电站图像监控系统在推进变电站无人值班建设和站内输变电设备远程运维等方面发挥其应有的功效。

5 结语

变电站图像监控系统在地区电网调控中心的应用，实现了无人值班变电站生产现场在调控中心的可视化，解决了无人值班变电站运行环境监控的问题，为变电站及电网的安全稳定运行提供了可靠保障。同时，众多无人值班变电站的集中监控，为公司领导，生产管理部门领导和专责，应急指挥中心，运行维护操作站等部门和班组实施高效明确的监控和管理提供了新的模式。

[1]楼书氢，彭哲续.吉安地调自动化系统的安全运行和容灾备份建设探讨[J].华中电力，2010，23（5）：72-74.

[2]董祖斌.遥视系统在无人值守变电站建设中的应用[J].湖北电力，2009，33（5）：28-29.

[3]马冬雪.视频监控在安阳供电公司的应用[J].电力系统保护与控制，2009，37（21）：128-130.