電力行業(yè)和人民的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，一旦電力設(shè)施遭遇破壞或工作失誤，就會(huì)造成大面積停電，其后果不堪設(shè)想，尤其是2003年美加“8.14”和2005年莫斯科“5.25”這兩起大面積停電事故給我們敲響了警鐘。隨著電力企業(yè)的發(fā)展，電力企業(yè)采用科技手段加強(qiáng)控制手段以及加強(qiáng)無人值守變電站越來越多的出現(xiàn)在城市的各個(gè)角落之際，電力維護(hù)部門對變電站高效維護(hù)、統(tǒng)一管理方面的要求不斷提高，對圖像質(zhì)量、工作效率等并符合未來科技發(fā)展趨勢的系統(tǒng)，來解決日常管理中出現(xiàn)的維護(hù)、工作操作等問題。
目前變電站通過常規(guī)的綜自系統(tǒng)已基本實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，為變電站無人值班提供了一定的技術(shù)保證。隨著大批變電站的無人值班化，變電站的日常巡視與倒閘操作卻因各種客觀條件的制約，仍然沿襲著以往的傳統(tǒng)工作模式（即相關(guān)工作人員與管理人員必須到場到位），因此將通過一種新的技術(shù)手段來配合傳統(tǒng)的變電站綜合系統(tǒng)，來適應(yīng)目前電力生產(chǎn)組織模式。從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低人力物力成本。而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的崛起，剛好滿足這些功能。它能適應(yīng)各類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)營級別要求的穩(wěn)定運(yùn)行特性、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)狀態(tài)管理要求的可管控特性、滿足用戶對各類平臺(tái)設(shè)備廠家自由選擇的開放兼容特性，等等。
經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)對變電站現(xiàn)場狀況的監(jiān)測，基本只針對某個(gè)獨(dú)立單元系統(tǒng)，如電氣指標(biāo)監(jiān)測，電視監(jiān)控、絕緣在線監(jiān)測、防火防盜監(jiān)控等，并上傳至局生產(chǎn)管理部門。這些僅僅依靠某一、二項(xiàng)監(jiān)測結(jié)果去了解變電站的狀況往往是片面的，不足以讓后方的生產(chǎn)管理人員實(shí)時(shí)、全面地掌握變電站的現(xiàn)場狀況，更不能依靠某一項(xiàng)監(jiān)測結(jié)果對現(xiàn)場進(jìn)行及時(shí)處理，令已經(jīng)投入的監(jiān)測系統(tǒng)不能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，導(dǎo)致事倍功半。即便安裝了較多項(xiàng)目的監(jiān)測系統(tǒng)，但各個(gè)系統(tǒng)互不兼容，操作繁瑣，往往集成度不高，一樣達(dá)不到理想的監(jiān)測效果。
一、電力傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)存在的難點(diǎn)問題
電力網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用、變電站安全防范等級要求提升、供電使用效率要求提高等，這些都促進(jìn)了安全防范領(lǐng)域在電力行業(yè)的新應(yīng)用。同時(shí)隨著智能電網(wǎng)成為奧巴馬新能源政策的重要內(nèi)容，其漸被業(yè)界關(guān)注。中國國家電網(wǎng)公司以極快的反應(yīng)速度，將“智能電網(wǎng)”上升到戰(zhàn)略層面，提出加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的建設(shè)必將顯著提高電網(wǎng)的輸送能力和運(yùn)行控制的靈活性，最大限度發(fā)揮電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的作用，提高發(fā)電設(shè)備的綜合利用效率。
1、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無法共享，機(jī)房分布廣泛。
當(dāng)前的電力監(jiān)控系統(tǒng)因地域分布廣，而發(fā)電機(jī)及其輔助設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)采集，環(huán)境數(shù)據(jù)等隨著電廠信息化建設(shè)的發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享更加顯得迫切。
2、無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公，無法及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及機(jī)房環(huán)境，無法及時(shí)排除設(shè)備的故障。
電力通訊的安全性要求非常高，但是，目前電力系統(tǒng)的很多機(jī)房都處于無監(jiān)控狀態(tài)，電力通訊安全存在非常大的隱患，所以多數(shù)機(jī)房采用有人值守方式，人力成本較高，并且對一些比較偏遠(yuǎn)機(jī)房維護(hù)和監(jiān)視非常困難。變電站的生產(chǎn)管理不斷地發(fā)展，“無人值班”，“遠(yuǎn)程辦公”的管理模式將是變電站信息化建設(shè)的必由之路。而傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)一直使用傳統(tǒng)的的監(jiān)控技術(shù)加上視頻編碼器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的視頻傳輸，技術(shù)上并不滿足遠(yuǎn)程辦公的需求，無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)控和靈活性的操作控制。而鋪設(shè)路線繁多，施工復(fù)雜。且監(jiān)控圖像一般只能在控制中心醒看，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需要鋪設(shè)大量的視頻線、控制線和電源線，帶來了人力和物力上的巨大開銷。，
3、系統(tǒng)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)困難
監(jiān)控系統(tǒng)由于受建設(shè)時(shí)期計(jì)算機(jī)技術(shù)的制約，存儲(chǔ)空間有限，無法將更多的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存為歷史數(shù)據(jù)，更不用說更高層次的分析和應(yīng)用。而變電站的生產(chǎn)需要大量生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析利用，將大大地提高變電廠的優(yōu)化水平，是企業(yè)一筆珍貴的財(cái)富。而系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)位的存儲(chǔ)容量的擴(kuò)充都較為復(fù)雜，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)工程使用DVR作為視頻存儲(chǔ)的設(shè)備。隨著監(jiān)控系統(tǒng)在電力生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用，重復(fù)操作每一臺(tái)DVR，且構(gòu)成DVR系統(tǒng)功能簡單已經(jīng)經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)的監(jiān)控需求。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)組性能計(jì)算、效率計(jì)算、耗差分析、故障診斷、狀態(tài)檢修、優(yōu)化運(yùn)行以及運(yùn)行績效考核等功能。此時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的保存、分析和應(yīng)用顯得越來越重要。
4、普通攝像機(jī)圖像質(zhì)量已不能滿足遠(yuǎn)程監(jiān)視的要求
模擬攝像機(jī)經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換后，圖像質(zhì)量受損，模擬信號長距離傳輸，信號衰減嚴(yán)重，易受干擾，圖像質(zhì)量不佳，圖像分辨率固定為PAL或NTSC，無法滿足更高清晰度、更高分辨率的監(jiān)控要求。視頻信號動(dòng)態(tài)范圍較小，難以滿足各種特定應(yīng)用的需求，比如低噪聲、寬動(dòng)態(tài)、高幀率等需求；無法實(shí)現(xiàn)分發(fā)、長距離傳輸、共享等需求。
5、安全隱患，無人值守變電站由于無法保證現(xiàn)場安全
變電站的安全無法及時(shí)保證。由于機(jī)房分布廣，周圍環(huán)境復(fù)雜且無人值守，機(jī)房的安全問題就顯得比較突出，必須解決防火、防盜、防水等安全問題，保障設(shè)備的運(yùn)行安全。
二、變電站監(jiān)控的應(yīng)用需求分析
針對電力行業(yè)變電站的監(jiān)控應(yīng)用的基本需求并充分考慮其特殊需求，結(jié)合當(dāng)前IP監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，依托電力豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，根據(jù)漢邦高科網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在應(yīng)用行業(yè)中的工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，基于IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在電力變電站監(jiān)控系統(tǒng)解決中應(yīng)用需求分析。
由于在電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，前端的視音頻信號通過視頻服務(wù)器編碼壓縮成IP數(shù)據(jù)包，會(huì)同前端數(shù)據(jù)信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)，因此，包括監(jiān)控中心的系統(tǒng)服務(wù)器、值班員工作站、變電站本地工作站，網(wǎng)絡(luò)上的任一臺(tái)計(jì)算機(jī)終端，通過權(quán)限控制的方式可以實(shí)現(xiàn)對前端變電站的無級監(jiān)控。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用就彌補(bǔ)了無人值守變電站的防火和防盜問題。使變電站的運(yùn)行生產(chǎn)更加穩(wěn)定和可靠。下面是對變電站監(jiān)控系統(tǒng)的主要需求：
1、實(shí)時(shí)監(jiān)視
實(shí)現(xiàn)對變電站區(qū)域內(nèi)場景情況的遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)聽；
監(jiān)控主控室、高壓室、電容器室、獨(dú)立通信室等環(huán)境；
監(jiān)視變電站內(nèi)隔離開關(guān)和接地刀閥的分和狀態(tài)。
監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況，主變壓器和各主變風(fēng)扇的運(yùn)行情況
監(jiān)視對各出入口實(shí)時(shí)情況；機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，如：供配電系統(tǒng)、UPS電源、溫度、濕度采集、空調(diào)、保安門禁系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)。
2、事故追憶
通過IP包括監(jiān)控中心、電力MIS網(wǎng)上的任意監(jiān)控終端，通過網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標(biāo)準(zhǔn)IE瀏覽器，可實(shí)時(shí)監(jiān)視同一變電站或多個(gè)變電站的所有圖像信息能方便的進(jìn)行事故追憶，用于幫助技術(shù)人員查看事故發(fā)生時(shí)變電站的狀況，從而盡可能地避免事故再次發(fā)生。
3、現(xiàn)場操作指示
變電站的各種操作要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，如果操作不當(dāng)，將會(huì)造成危害。但是變電站的各種操作比較繁瑣，因此必須結(jié)合相應(yīng)的保證措施，將誤操作的可能性降低到最小。監(jiān)視系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視功能，可以實(shí)現(xiàn)值班人員對遠(yuǎn)方變電站操作人員的操作進(jìn)行指導(dǎo)，如果發(fā)現(xiàn)不正確的操作，并能通過監(jiān)控或電話、手機(jī)及時(shí)提醒操作人員，從而確保操作的萬無一失。
4、安全防范
通過使用各種傳感器，如煙感傳感器、紅外微波探頭、門禁傳感器等，在感應(yīng)到有安全隱患時(shí)，將收到報(bào)警信號及時(shí)傳給調(diào)度中心，以做出相應(yīng)處理。
5、遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理的要求
電力系統(tǒng)內(nèi)各種生產(chǎn)設(shè)備類型復(fù)雜，地域分布廣，人工維護(hù)困難。同時(shí)，為適應(yīng)減員增效和現(xiàn)代化管理的要求，對監(jiān)控系統(tǒng)在可靠性、易用性及易維護(hù)性上，尤其對遠(yuǎn)程監(jiān)控方面提出了更高的要求。
6、多功能監(jiān)控的要求
電力行業(yè)的遙視要求能夠在現(xiàn)有的電力信息網(wǎng)如：LAN、Internet、Intranet網(wǎng)絡(luò)上對各變電站的實(shí)時(shí)圖像、照度、溫度、聲音等進(jìn)行監(jiān)控,可進(jìn)行調(diào)用錄像同時(shí)應(yīng)包含聲音,同時(shí)對監(jiān)控內(nèi)容的事件進(jìn)行有效的報(bào)警處理，以實(shí)現(xiàn)變電站真正的無人值守提供了安全技術(shù)保障。
7、數(shù)字化的要求
現(xiàn)在隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于TCP/IP協(xié)議的IP網(wǎng)的應(yīng)用得到廣泛普及。高速寬帶主干網(wǎng)的建成和各地區(qū)高速接入系統(tǒng)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了基于IP技術(shù)的各種視頻通信應(yīng)用,對于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化應(yīng)用的電力系統(tǒng)來說，其計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源相對較豐富，結(jié)合當(dāng)前視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化發(fā)展的趨勢，建設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)。在電力安全監(jiān)控系統(tǒng)中將是一種趨勢。
三、IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對變電站監(jiān)控中的應(yīng)用優(yōu)勢
針對電力行業(yè)變電站監(jiān)控應(yīng)用的基本需求并充分考慮其特性需求，結(jié)合當(dāng)前監(jiān)控技術(shù)發(fā)展必然趨勢，依托電力豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，IP網(wǎng)絡(luò)攝像在電力行業(yè)發(fā)揮了及其重要的作用。
1、實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控
通過網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標(biāo)準(zhǔn)IE瀏覽器，可實(shí)時(shí)監(jiān)視同一變電站或多個(gè)變電站的所有圖像信息，能夠?qū)Ω髯冸娬?所的有關(guān)數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，實(shí)時(shí)、直接地了解和掌握各個(gè)變電站/所的情況，并及時(shí)對發(fā)生的情況做出反應(yīng)，適應(yīng)電力行業(yè)需要。操作人員能對任一攝像機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對攝像機(jī)視角、方位、焦距、光圈、景深的調(diào)整；對于帶預(yù)置位云臺(tái)，操作人員能直接進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和操作；若同一點(diǎn)位的實(shí)時(shí)畫面與標(biāo)準(zhǔn)畫面發(fā)生出入時(shí)，則按既定策略與出入程度進(jìn)行告警，并將告警信號回傳至主站端，從而達(dá)到邊界防護(hù)目的。
2、設(shè)備巡視
通過IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭所預(yù)設(shè)的點(diǎn)位信息快速定位并指向該設(shè)備，以了解并掌握設(shè)備狀況。并結(jié)合無人站運(yùn)行管理的要求，按常規(guī)巡視路徑和各類標(biāo)準(zhǔn)化巡視卡的要求，預(yù)設(shè)多個(gè)攝像頭的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)策略，使得運(yùn)行人員在主站端即可高效地完成日常巡視，從而在一定程度上代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人員必須到現(xiàn)場的設(shè)備巡視方式，并遠(yuǎn)程地完成現(xiàn)場重點(diǎn)設(shè)備與重點(diǎn)部位的相關(guān)情況采集（如主變重要部位外觀、PT、CT油位及是否有漏油情況等）。
3、語音功能
本地變電站和監(jiān)控中心值班員工作站之間，不同的監(jiān)控終端用戶之間，可以實(shí)現(xiàn)基于IP的語音功能，包括：實(shí)時(shí)的語音半雙工對講及語音廣播功能；變電站端場景錄音；與站內(nèi)的維護(hù)操作人員對講機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程對講。
4、集中管理，便于維護(hù)
通過使用IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，極大的簡少了監(jiān)控系統(tǒng)中可能涉及的設(shè)備種類和數(shù)量，它完全取代了模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻矩陣、切換器、畫面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實(shí)現(xiàn)的功能，不僅減少了調(diào)試設(shè)備的施工周期，同時(shí)較少設(shè)備的使用，可提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少日后維護(hù)設(shè)備的難度。
5、本地及遠(yuǎn)程控制
本地變電站或遠(yuǎn)程的任意監(jiān)控終端，通過網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標(biāo)準(zhǔn)IE瀏覽器，可控制變電站的云臺(tái)、鏡頭等監(jiān)控設(shè)備，布防/撤防設(shè)置，變電站現(xiàn)場照明等設(shè)備控制；也可以按照事先軟件設(shè)置的聯(lián)動(dòng)策略，對變電站報(bào)警觸發(fā)執(zhí)行一系列的控制程序。
6、成本優(yōu)勢
傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)需要鋪設(shè)視頻線、電源線和控制線，在變電站這樣的特殊環(huán)境中，各種傳輸線會(huì)受到變電站的交變電場引起的電源或磁場的干擾，從而使監(jiān)控系統(tǒng)受到干擾。鋪設(shè)線路繁多，施工復(fù)雜當(dāng)前的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī)等組成，各系統(tǒng)間由視頻線、控制線纜等連接。本地圖像監(jiān)控系統(tǒng)一般采用模擬方式傳輸，多采用視頻電纜(少數(shù)采用光纖)，傳輸距離不易太遠(yuǎn)，主要應(yīng)用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控，且監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看。同時(shí)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需要鋪設(shè)大量的視頻線、控制線和電源線，施工復(fù)雜，成本較高。通過使用IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，極大的簡少了監(jiān)控系統(tǒng)中可能涉及的設(shè)備種類和數(shù)量，它完全取代了模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻矩陣、切換器、畫面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實(shí)現(xiàn)的功能，不僅減少了調(diào)試設(shè)備的施工周期，同時(shí)較少設(shè)備的使用，可提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少日后維護(hù)設(shè)備的難度。
7、豐富的管理功能
IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可將程的視頻監(jiān)控、報(bào)警管理、動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)采集、門禁管理、綜合聯(lián)網(wǎng)、分布/集中存儲(chǔ)等系統(tǒng)功能有機(jī)的結(jié)合起來，做到既可以遠(yuǎn)程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸，又具備動(dòng)力環(huán)境的整體監(jiān)控，并且具有通常聯(lián)網(wǎng)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)的功能、門禁管理人員出入控制功能等，這些功能的完美結(jié)合能更加有效地預(yù)防事故發(fā)生、打擊犯罪、保障財(cái)產(chǎn)安全，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，將變電站安全防范技術(shù)提升到新的水平，這已成為當(dāng)前無人值守變電站發(fā)展的主要方向。變電站，涉及視頻、動(dòng)力、環(huán)境、報(bào)警、門禁系統(tǒng)，只需要一套軟件，一臺(tái)主機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)里的所有設(shè)備的監(jiān)控管理。解決了市場上不少廠家的無人值守變電站視頻、動(dòng)環(huán)、門禁、報(bào)警系統(tǒng)需要多臺(tái)主機(jī)，幾套軟件才可以實(shí)現(xiàn)管理的窘境，真正實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)的綜。
四、結(jié)束語
企業(yè)變電站安裝IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)后，可以利用計(jì)算機(jī)對變電站的各種動(dòng)態(tài)參量加以組織分析，再以數(shù)據(jù)，圖表，色彩及音響等形式形象直觀地呈現(xiàn)在值班人員面前。借助于該系統(tǒng)，值班人員能提前發(fā)現(xiàn)事故隱患，作到防患于未然。萬一發(fā)生事故也能迅速找出事故原因，及時(shí)處理縮短停電時(shí)間減少經(jīng)濟(jì)損失。還可對有限的電力資源合理分配使用，為科學(xué)管理，經(jīng)濟(jì)調(diào)度提供理論依據(jù)和現(xiàn)代化手段。
