远程监控系统在无人值守变电站中的应用

2017-03-20李国萍庄洪卫王其成

中国新技术新产品 2017年6期

李国萍++庄洪卫++王其成

摘要：由于当今高科技型的自动化技术成果在电力领域中取得了广泛的运用，我国绝大多数电网系统中的变电控制装置逐步朝着远程模式控制的方向发展，由此依托于电脑程序技术、网络式讯息技术以及模拟控制技术的现代智能化无人操作控制体系逐步取代了过去全靠站上人工操作的控制模式。本文探讨了远距离监控机构的运用条件及视频型监视管控新工艺的发展路径，阐释了远程型监控机构的功能组成及多项重点控制工艺原理。

关键词：无人值守；变电装置；远程控制；自动化操控

中图分类号：TM76 文献标识码：A

自历史跨入新的高科技时代之后，电力网络控制过程正朝着大数据、高负载、特高压控制模式转化。随着我国电力系统运行机制变革的逐步推进及电力网络控制规模的持续增大，无人式变电控制模式已经变成当今电力系统改革的基本目标。就无人型变电控制装置而言，为了全面准确把握操作现场的具体状态，其必然需要构建针对变电装置控制的远距离监视操控机构，让其可以对变电机构的重点型控制部位以及变电所周边区域实施严密的监控过程，此严密的监视效果可促使变电装置内各类运行装备的工作状况被远程控制机构所充分把握，同时对电力控制机构中所出现的故障状态实施及时的讯号通报，从而引导远程之外的值岗控制人员快速有效地检查和处置系统中所发生的故障，其重点任务是实现对变电控制区域的安全防护功能及对相关重点电气装备实施目控下的实时管理。

一、无人值守技术运用条件

一些年来，电力领域始终是追求于不用人或者是少用人来值守变电控制过程这一远程自动化控制技术的普及运用。现阶段我们国家电力系统中已经有大部分的变电装置控制达到了“四遥模式”，也就是指遥检、遥讯、遥管、遥动的这4个类型操控功能。但是，达到变电控制装置整体性的自动型管控效果，大范围实施无人工自动化控制变电装置的基本条件是构建一套完整有效的远距离监控机构——电力系统将其称作“遥视”模式。“遥视”效果的实现可以使电力系统平衡协调人员进行远距离监测变电装置内的装备和现场运行状况。“遥视”技术作为对过去“四遥”模式的完善，大幅度提升了电力系统自动型操控体系运作的稳定性、把握性。所以，逐渐增多的电力控制系统将远距离监督管理机构体系当做实现无人值岗或少数人值岗变电控制模式的基本方法。无人工值岗式变电控制装置的智能型远距离图像监测体系因为其是由运作指挥中心或控制人员担负起了原来变电装置运作过程中值岗作业者的全部操作职能，故此类变电控制装置即不需要专职的值岗操作人员，而且此种远程操控模式还能够实现对现场操作人数大幅度减少的目的，从而可大幅度减少人工操作成本。

二、远程视频监视操控的发展路径

远距离视频监视操控体系的完善发展历程大概路径了3个时期：

1.仿真型监控手段。在20世纪90年代之前，重点是以仿真设备为基本内容的闭路型电视监视测控体系，利用录像设备把现场控制情况记录下来以备查阅。利用录像设备录制下来的操作控制及设备图像，表现出清晰度欠缺、查阅困难及录像磁带不易保管等缺陷，因此此类手段的运用实例已逐渐减少。而对于过去时候的远距离监视控制，严重地表现出参数体量大，依靠网络传送存在很大着难度，而且需要利用专业型电路装备，视频讯息品质次，对监控操作体系要求标准严等不利情况。

2.数字型现场视频监视控制体系。20世纪90年代末期，随着电脑处置功能的增加及视频工艺的不断完善，人们依托电脑本身的高效参数处置功能展开对视频讯息的收集及处置，依托影像显示器件的高度辨别率达到对机构运作图像的多维度展示，进而大幅度增强了图像画面品质。此类依托于PC设备的多维度主体控制台体系一并称为数字型现场视频监视控制体系，其充分地表现着讯息参数体量大，网络系统传送难度大、视频讯息品质较次、对监视控制体系的操作功能要求标准高等缺陷，而且其仅可在局部区域网中操作，不能极为圆满地达到远距离监视控制的要求。

3.远程型视频监视控制体系统。20世纪90年代末期，伴随着网络频带的加宽、电脑讯息处置容量及存储功能的迅速提升，还有各类高效视频整合工艺的问世，视频型监视控制技术跨入了整体数字型模式的网络传播时代，我们将其称作远程型视频监视控制体系。现代化的远程型监督控制体系是属于分布型模式的，其选取依托于IP、LAN模式且依靠公众传输平台进行传播的视频监视控制机构体系，以网络传播功能为基本依托，将数字型视频讯息进行凝练、传送、记录及放映为操作宗旨，以高效、玲珑剔透的图像画面分析为基本特征，激发起了视频型监视控制领域中的深刻革命。

三、远程型监视控制体系构成及其操作原理

1.监控体系构成

远程型监视控制体系可划分成前沿（就地）装备、通信装备及后部装备3项组分。前沿装备重点涵盖视频功能服务器具及其他有关装备。其视频型服务器具担负着把视频讯息进行数字型转化，依托对视频讯息的编码对图像讯息实施浓缩编码过程，尔后再把经压缩处置之后的视频讯息、报警讯息等参数进行复式整合，进而经过信路及视频功能装置传输到监控系统接受主体设备之中。另外亦可把音频讯息参数做予编码過程，合并到一块进行传送，并且达到有声传播模式。再有，接受来自于监控平台管控主机的控制讯息，实现云台镜头和灯光等控制，以及进行报警的布防和撤防。

2.基本原理

远程监控系统核心是利用数字图像压缩技术实现视音频通信，视音频信号为了在数字信道上传输，必须经如下几步：

（1）数字型，即通过采样和量化，将来自摄像机的模拟视频信号转化为数字信号；

（2）数字图像压缩编码，由于数字化后的图像数据量非常庞大，必须进行压缩编码，才能在目前的信道上传输；

（3）数据复合，即将压缩后的图像码流与其他如音频（也经过了压缩）、报警、控制等数据进行复合，并加入纠错编码，形成统一的数据流；

（4）信道接口，是用于将数据发送到通信网的接口设备。

四、远程监控关键技术

1.编码技术

要想实现远程监控，需要对视频模拟信号进行数字化和压缩，视频信号的压缩就是从时域、空域两方面去除冗余信息。目前，在众多视频编码算法中，影响最大并被广泛应用的算法是MPEG和H.26x。考虑到技术的先进性和成熟性，在变电站遥视系统中采用MPEG-4压缩编码。

2.传输技术

数字化视频可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性，保证了视频数据的实时性和同步性。

结语