变电站异常信息实时采集系统

廖华 冉三荣 林鹏 赵爱芳 熊星星

摘要：随着无人值守变电站的推广，当变电站设备运行异常时，运维人员无法第一时间获取设备的告警信息，更无法实时跟踪该异常设备的相关信息，这大大延缓了电力事故响应速度，增大了电网安全运行风险。为了降低这种风险，本文依托物联网和移动通信技术，研制了一套基于微信平台的变电站异常信息实时采集系统，通过现场的监控视频可实时采集设备异常状态等告警信息，并利用微信平台第一时间推送异常告警信息，从而极大提高电力事故响应速度。

关键词：无人值守变电站;设备运行异常;实时跟踪;物联网和移动通信技术;变电站异常信息实时采集系统;电力事故响应速度

中图分类号：TP273+5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）12-0143-02

0 引言

随着电网相关技术的发展，变电站运行越来越趋于自动化，变电站无人值守已经成为可能。但是，一旦无人值守变电站内设备运行异常时，运维人员就需要在第一时间赶赴该变电站，通过现场查看相关设备的告警信息，尽速限制事故的发生，隔离故障点并解除对人身和设备的威胁，根据事故范围和调度指令，及时调整设备运行方式，尽速对已停电的用户恢复供电[1-4]。

然而，随着智能电网的不断发展，对于电网运行稳定性的要求越来越高，变电站事故处理响应速度及停电时间的考核也越来越高，当设备发生故障时，如果运维人员无法在第一时间获取故障设备的告警信息，难以迅速对现场异常情况做出判断并进行尽速处理，变电站事故处理就会严重延迟，影响智能电网的安全稳定运行。

除了变电站运行设备故障外，小动物入侵等异常事件频繁发生，建立一套变电站异常信息实时采集系统，及时发现设备故障信息、SF6表计、小动物入侵等异常信息，帮助运维人员在第一时间获取异常告警信息，提升设备故障解决效率和异常事件的响应速度，保证电网安全运行，具有重要的意义。

1 研究目标及简介

本系统依托物联网等技术，通过在变电站主控室及设备场地安装远程视频监视等检测装置，对重要设备运行的监控画面、SF6表计、小动物是否入侵等进行监测，如在主控室监控主机、室外SF6表计、继保室电缆进出线处等场所安装远程监视跟踪装置，实时监测设备异常事件告警、SF6表计异常变化、小动物入侵等，可有效减少异常设备及表计巡视次数，实现远程巡检，大大提高运维人员工作效率[5]。

本系统还结合移动互联网通信技术，通过微信平台来实现数据监测和实时告警功能，可以极大方便运行人员对告警信息的及时获取和分享，为运行人员及时掌握变电站异常情况提供实时信息。

综上所述，基于物联网技术与移动互联网通信技术，本系统着力于建设一套变电站设备异常远程监视跟踪系统，该系统通过构建的移动数据网络来监视变电站异常事件告警信息[6]。该系统日常可以对变电站辅助监控进行有效的补充，当变电站设备出现异常告警时可第一时间通知运行人员，必要时，还可以把相关信息第一时间转发给相关部门的领导及技术人员，提高多部门多专业应急联动响应速度和事故处理效率，尽速解决故障，提高電网运行稳定性[7]。

2 系统技术方案

变电站设备异常远程监视跟踪系统如图1所示，可分为三层架构，即监测层、服务层和应用层。

监测层：主要指各监测终端设备节点，即对变电站内主控室监测电脑、室外设备数据表计等场所安装探测器，然后将采集的视频通过移动数据网络传输，当发现摄像机视角内有异常时，通过手机微信端推送的警报信息显示出来[8]。

服务层：服务层主要指云端服务器，云端服务器安装有基于人工智能的图像识别程序，可以对终端设备采集到的照片和视频进行对比分析，通过与基准状态的对比，可以识别出主控室异常告警信息、SF6表计、小动物是否入侵等异常变化，并据此生成警报信息推送给应用层[9-10]。

应用层：微信公众号支持富媒体交互，传输内容多样，本系统利用微信公众号作为数据推送平台，可以像特定人员推送特定信息，并且可以随时随地交互。当接收到服务层推送的警报信息时，通过微信公众号推送给运行人员，运行人员可以及时查看告警信息，有需要时还可以分享给相关部门的领导及技术人员。

2.1 主要技术要点

2.1.1 移动侦测技术

移动侦测也称为运动检测，常用于视频监控及报警。通过摄像头按照不同帧率采集得到的图像会被CPU按照一定算法进行计算和比较，当画面有变化时，如主控电脑画面报警图片弹出或画面异常时，计算比较得出的数字会超过阈值并指示系统自动作出相应的处理。本系统使用该技术实现事件告警信息及时发现与响应。

2.1.2 移动通信技术

移动通信技术依赖于无线通信，可以使设备摆脱有限通信的空间限制，接收和发送信息更为自由，本系统应用层通过微信平台服务及服务号接口进行了微信小程序开发，可以实现移动监测数据的查询及报警推送等功能。

2.1.3 电力物联网技术

电力物联网可以为电网的基本运行和企业的现代化运行模式提供全方位的支持。重点是物联网的感知层，网络层和应用层：感知层主要包括统一信息模型，包括统一标识和统一语义，统一数据表示格式，安全保护等形式相关标准和规范及传感器芯片、标准化通信模块和信息格式转换设备。网络层主要指统一通信协议的研发，标准化通信芯片、无线通信设备、骨干通信设备，标准化接入网关、网络管理系统等的研发，网络层包括多种通信融合技术，可以解决长距离信息的可靠传输。应用层位于物联网架构的顶部，可通过分析处理后的数据为用户提供智能服务。

2.1.4 微信交互技术

使用微信公众号作为数据传输平台，有良好的用户交互体验，支持丰富的媒体呈现形式，包括图片、视频、音频等，随时随地交互。可对接任何系统，信息通信效率高。微信是目前最受欢迎的信息交流平台，本文中使用微信数据接口所制作的公众号可以实现小动物移动监控警报、表计变化告警灯。 信息在特定的群体中传输，大大提高了信息传播的效率和针对性。

2.2 系統主要功能

2.2.1 实时监控功能

平台可对电力设备事件告警通知，表计异常变化等异常告警信息通过辅助监控平台实时预览现场视频图像。

2.2.2 告警推送功能

当显示屏画面出现异常：如告警事件突然弹出或变化时，手机微信端可以及时推送告警信息及图片。如图2所示。

2.2.3 记录分析功能

可以进入微信平台查看相关告警详细信息，及时获取现场情况。

2.2.4 报警信息分享

本系统可方便地通过共享设备告警以及通过微信分享。

2.2.5 自动录像

装置自动录像并存储在当地，并可随时调取查看，如图3所示。

3 应用情况及展望

本系统开发完成后，首先应用于国网台州供电公司XX变电站中，在变电站主控室监控电脑安装了一套变电站设备异常远程监视跟踪装置，并接入网络服务器，用腾讯微信公众号作为信息推送平台。经过现场运行，本系统使用方便，对于实时获取变电站内异常信息，实时监视设备运行效果明显，可有效提高事故响应速度，因此极具推广价值。

下一步，随着电力物联网技术、等五代移动通信技术等的发展，该系统也将根据电网发展不断完善，变电站内信息移动交互会更便捷、更安全，未来电力物联网专用通信网的建设，将使当前系统具备更为严格的用户身份识别、验证、鉴权制度，不同用户按照等级提供相应的物联网服务，实现更高的安全性和可靠性;同时也会更好的应用在变电站工作人员身份识别、工作票、环境信息监测、远程监控等范围，提高变电站事故智能处理的响应速度，为智能电网的建设添砖加瓦。

4 结论

本文阐述的变电站异常信息实时采集系统解决了目前无人值守变电站广泛存在的问题即变电站发生故障或异常时，运维人员无法第一时间获取变电站内异常信息的问题。本系统在保证运维人员第一时间获取相关重要异常信息的同时，还可以实现对变电站小动物入侵、SF6表计等异常信息进行跟踪报警。本系统还可以把相关信息第一时间转发给相关部门的领导及技术人员，提高多部门多专业应急联动响应速度，降低了电网运行风险，系统逻辑清晰、使用简单并且有较好的推广价值。

参考文献

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Substation Abnormal Information Real-time Acquisition System

LIAO Hua， RAN San-rong， LIN Peng， ZHAO Ai-fang， XIONG Xing-xing

（State Grid Zhejiang Electric Power Co.， Ltd.， Taizhou Electric Power Supply Company， Taizhou  Zhejiang  318000）

Abstract：With the promotion of unattended substations， when the substation equipment is operating abnormally， the operation and maintenance personnel cannot obtain the alarm information of the equipment in the first time， and it is impossible to track the related information of the abnormal equipment in real time， which greatly delays the response speed of the electric power accident. The risk of safe operation of the grid is also increased. In order to reduce this risk， this paper relies on the Internet of Things and mobile communication technology to develop a real-time acquisition system for substation anomaly information based on WeChat platform. The on-site monitoring video can collect alarm information such as abnormal state of the device in real time， and the abnormal alarm information is pushed at a time by WeChat platform， thereby greatly improving the response speed of the power accident.

Key words：unattended substation; equipment operation abnormality; real-time tracking; the Internet of Things and mobile communication technology; substation abnormal information real-time acquisition system; power accident response speed