浅谈变电站一次设备在线监测系统技术研究

摘 要：随着电网一体化电网运行智能系统的深入研究和智能变电站的建设提速，变电站一次设备视频及环境监控系统作为主要的变电站辅助系统已经成为智能变电站的典型配置之一，通过本文的研究可远程对电网范围内重要变电站一次设备情况進行实时视频监控，在电网层级实现对下属变电站的远程监视、现场工作行为监督、事故及障碍辅助分析、应急指挥及演练等功能。

关键词：变电站；设备；监控；软件

电力是国民经济的命脉，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，保证供电系统特别是变电站设备的安全运行是首要任务。随着我国电力系统的发展和自动化水平的提高，多媒体技术、计算机通信技术的不断成熟，电力系统自动化正在向着网络化、集成化的方向发展，使得远程视频监控与多媒体信息管理即“遥视系统”在电力行业得到大规模应用，视频系统为提高变电站运维的安全性、可靠性，及时发现并解决问题，提高工作效率起着越来越重要的作用。[1-3]通过本文研究可实现远程对电网范围内重要变电站的站内一次设备情况进行实时视频监控，同时改善目前电网层面视频专业应用效果不理想的局面，通过统一的软硬件平台，为用户提供统一的登录界面，并实现与电网中调EMS系统进行互联互通。

1 技术方案研究

本文设计的变电站一次设备视频监控系统由3台流媒体服务器、1台应用服务器组成。系统通过客户端软件提供应用服务。具有视频监控、远程控制、图像管理、电子地图、配置管理、日志管理、安全管理、系统管理、数据库管理等功能。

该系统具备根据前端变电站站端系统发出的动态侦测告警信息，将发生告警时间段内的视频数据实时存储在省级主站的中心存储中，中心存储时间满足存储时间30天；视频动态侦测技术基于的是根据图像中的变化，产生告警上传至主站，主站根据相应告警实时采集站端相关视频数据存储在主站的网络存储设备中，次技术主要的好处是，节约网络带宽，节约视频存储空间，减少建设成本，后期查询录像便捷。系统具备中心集中存储视频数据功能，存储方式支持多种录像方式，包括：实时录像存储，报警录像存储，移动侦测告警录像存储等多种方式设置。由于110kV及以上变电站数量太大，此系统功能暂时只考虑接入220kV及以上变电站，110kV及以下的视频存储需求建议由各地区局主站系统平台实现。

同时，该系统以视频质量诊断功能为核心，扩展应用功能形成一整套快速便捷的智能运维平台；视频质量诊断基于服务器平台的后端智能视频分析管理设备，系统根据平台配置的轮巡计划、任务和方案，对前端视频设备进行轮巡检测分析，对视频的清晰度、亮度、对比度、颜色、运动、噪声、相似度等进行量化，并对出现的视频模糊、高亮异常、低亮异常、偏色、低对比度异常、视频抖动运动、噪声过大、条纹干扰、视频丢失、视频冻结、视频遮挡和场景变化等异常现象进行报警统计，是综合管理智能化应用的具体体现。采用智能分析、故障检测和工作流引擎等技术，整合了视频质量诊断、录像检查和设备状态检测等功能，通过故障联动报警、故障流转处理、统计报表等贴合用户业务的功能，达到无人值守、规范管理、量化考核的目标，从而最大程度的减少视频监控系统运维的人力成本，提高运行维护水平，保障系统安全可靠运行。系统具有：综合网管、视频诊断、运维管理、报表管理、配置管理等功能。

2 系统软件研究

软件系统采用B/S架构，便于系统部署、升级、维护，软件架构图如下图所示：

系统设计为四层，即基础层、数据层、支撑层、应用层，基础层提供系统运行必要的软件环境，如操作系统、数据采集、数据存储、数据备份软件；数据层为系统提供关系数据储存接口，是应用层直接的数据来源；支撑层为应用层数据存取的接口，对数据进行加密，实现传输，和数据访问权限管理，同时也包括一软件开发环境，如Tomcat等。应用层是智能管控平台的核心功能，由用户管理OA认证、人脸验证、工作面远程管控、智能预警等组成。应用层：在服务管理系统的基础上开发出不同的功能需求，比如：实时监控、录像回放、远程控制、云台控制、信息查询、状态管理、网管管理、环境数据展示等功能。同时，实现对辖区变电站的视频数据、历史视频数据、环境数据、网管信息、实时告警、历史告警、日志、前端设备信息、设备在线离线状态以及各类安全事件的信息数据采集。数据层：数据层实现对视频数据、历史视频数据、环境数据、网管信息、实时告警、历史告警、日志、前端设备信息、设备在线离线状态以及各类事件数据进行标准化、归并压制、过滤、汇聚等预处理工作。从技术架构上来看，视频监控联网系统必须采用NGN的架构，即管理、业务、媒体相分离，管理业务服务器和具体媒体流程无关，做到管理和业务服务器不成为系统的瓶颈，即使宕机，也不影响已有的业务。

3 结论

通过本文的设计研究，能够实现采用电网公司视频及环境监控系统协议标准建设的变电站一次设备视频及环境监控系统接入地区视频及环境监控主站；同时能与电网公司建设的视频及环境监控系统地区系统无缝级联，电网公司视频及环境监控系统主站能直接管变电站视频及环境监控系统站端系统；具备对站端系统设备可用率、设备故障、视频质量情况进行数据统计，定期形成分类报表，供电网公司平台进行分析使用。

参考文献：

[1]侯思祖，田新成，陆旭，等.变电站视频监控系统设计研究[J].电力系统保护与控制，2007，35（9）：60-64.

[2]郭琳，马玫.基于视频监控的变电站远方辅助巡视操作系统[J].信息系统工程，2017（1）：23-24.

[3]陈涛.基于自组网的变电站远程视频监控系统设计[J].电源技术，2017，41（1）：155-156.

作者简介：杨涛（1988-），男，本科，助理工程师，研究方向：变电检修专业。