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摘 要：变电站的遥视技术系统融合了网络视频和数据采集两大主要功能，本文介绍介绍当前无人值班变电站遥视系统的具体情况。此项技术为集控站的调度人员更好地掌握无人值班变电站的运行状况提供了一种新的技术，可确保变电所综合自动化系统安全可靠运行，充分发挥综合自动化系统的功能和作用。
关键词：变电站；电力系统自动化；监控系统
变电站的遥视技术系统融合了网络视频和数据采集两大主要功能，集遥视系统、安全保卫系统、消防系统、环境监测系统和动力监测系统五大功能子系统于一身，构建多级监控网络系统构架，各级用户都能够实时、直接地了解和掌握其下属变电站的情况。一旦变电站内部发生安全或者设备数据的报警，系统可对发生的情况及时作出反应，并可通过系统中的调度视频会议功能，及时进行可视化调度处理，便于应急指挥，摆脱了传统系统相互独立、各自应用的非智能化模式，实现变电站多层次、立体化的安防自动化系统。
一、系统设计原则
遥视系统的设计原则是：建立以变电站为对象，以监控中心来实施监视和控制，并服务于各级主要生产管理部门的多级视频图像监控网络，并辅以适当的警戒功能以实现变电站“五遥”，为变电站实现真正的无人值守创造条件。在满足需要的前提下，保证系统的稳定可靠，节省投资，使系统发挥良好的经济效应。
1、可靠性。硬件可靠性：系统采用高性能的工业级设备，保证硬件的7×24小时不间断运行。软件可靠性：监控操作系统采用Windows操作系统，具有良好的稳定性。监控图像上通过软件叠加时间和地点防止非法篡改录像资料。供电可靠性：图像监控设备由UPS供电，在市电电压波动的情况下仍能够提供稳定的交流电压。用户管理用户等级管理和密码管理相结合，不同的操作人员具有不同的权限，禁止越权操作。用户操作有记录，系统过滤用户的错误操作。系统自检测与自恢复：前端系统可以启动自运行，无需现场人员维护。系统通过多种方式监视所有工作站和编码站的运行，并在发生故障时及时报警与恢复，保证系统7×24h不间断运行。守护进程自动监视图像编码站的运行状态并在故障时自动恢复。用户也可以在监控中心通过图像工作站重新启动图像编码站，或者通过远程控制软件进行远程维护。系统故障可以按照“变电站单个摄像机”“单个变电站”“单个监控中心”三级进行屏蔽，局部故障不会影响整个系统的运行。视频监视系统的故障不会影响变电站的正常运行。
2、先进性。先进的视频压缩格式：采用MPEG4格式压缩视频流。在保证图像质量的前提下，带宽占用大大减小。在图像帧格式352×288，色彩24位彩色，帧速率25帧/s下，占用带宽平均为400kbit/s，在图像帧格式704×576，色彩24位彩色，帧速率25帧/s下，占用带宽平均为1200kbit/s，且图像延时小于0.5s。先进的音频压缩格式：采用PCM/GSM或专用语音压缩算法压缩音频流，平均占用带宽为8kbit/s。
3、灵活性可升级的压缩算法。由于采用软件编码/解码，如果有了更好的编码算法，可以很方便的进行升级，以保证用户的投资。即使在目前，用户也可以选择多种不同的压缩格式以满足自己的需要。可调节图像质量与占用带宽：由于采用了软件解码，因此图像质量（帧数、分辨率、图像质量）可以调节以适应用户的需求。灵活的网络拓扑方式：整个系统建立在IP广域网上，因此具有非常灵活的拓扑方式。只要有足够的带宽和适当之授权，任何一个节点上的用户可以通过安装图像工作站或WEB浏览器查看任何一个图像编码站的实时图像。
4、可扩展性。灵活的组网方式，方便被监控变电站的增加。几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统。可以方便的嵌入其它系统中。
二、系统方案概述
根据实际需要，拟利用现有传输网络，构建一个能够实现多级管理的树型网络结构的视频调度系统。涉及市调、县调、变电站的多级网络结构视频调度系统，系统集视频监控、视频指挥调度、视频会议等多功能于一体，并辅以适当的警戒功能以实现变电站“五遥”，为变电站实现真正的无人值守创造条件。在满足需要的前提下，保证系统的稳定可靠，节省投资，使系统发挥良好的经济效应。具体如下：多级视频监控，实现对变电站，运行重点区域的实时统一监控，使得从市调到县调各级电力单位都可实现对自己所辖变电站的实时监控。各监控点的现场图像和现场环境（红外、烟雾、水浸、门磁等）监控，并产生告警联动。监控的范围除了设备监控、运行状况监控、安防监控，还可扩展到对所属单位工作人员工作情况的监控。系统监控设计是一个多级的监控系统，不仅实现对口监控，还可以根据具体地理位置，实现相关外派单位的监控，横向的监控。视频调度，市调-县调-各变电站监控调度室，按照隶属关系可进行视频调度。视频会议，各级单位监控调度中心可召开视频会议。多客户端浏览，调度中心以外的监管机构可以依据权限登录系统，浏览各变电站、运行中心的运行状况。系统最大支持40个客户端同时访问一路摄像机的监控镜头，而不影响网络运行情况。
三、系统结构
QUinfo系统是一个基于客户机/服务器模型的系统，同时支持B/S构架，即浏览器直接浏览监视，整个系统主要由视频采集端、监控服务器端、客户端以及传输网络等几个部分组成，可实现视频存储、视频回放、摄像头遥控、报警检测、远程检索播放等功能。监控服务器对视频采集端提供的数据进行处理，如数据压缩、数据传输、图像报警检测、视频存储等。同时，客户端有选择性地加入组播组并经过身份验证，可以访问监控服务器，查询监控视频资源，系统中的客户端可以随时加人或退出网络，整个系统的规模可以动态改变，具有很强的适应性。 四、系统主要技术参数
1、网络系统。端采集设备与网络相连，经过数字压缩后，经本地网络交换机，传送到电力信息网上，而网上的用户即可实现远程实时监控。根据本项目中的用户需求，在怀安县调的，网络环境要求如下：最大同时实现40路镜头的录像，最大16幅CIF（分辨率为：352×288），实时监控图像（4个变电站）或4幅4CIF（即DVD分辨率，720×576），实施监控图像（一个变电站），以及多个客户端，由于县调到各变电站以及到市调均为光纤通道，故传输带宽完全能满足。县调本地局域网我们使用带组播管理功能的快速以太网网络交换机，完全能适应大容量的信息传输及发送。
2、视频系统。视频传输所需的网络带宽8k～4Mbps可调，视频帧率最高可达25帧/s（PAL制视频）。系统支持视频移动侦测功能，图像变化率可由客户根据实际经验设置，以保证移动侦测报警的准确性。系统支持Pelco-P和Canon等协议的云台控制解码器和球机，客户可根据需要选配。
五、系统的运行维护
检查设备的散热和制冷附件。检查连接处的松动、锈蚀问题。对设备及摄像机防护罩定时清洗，防止灰尘阻碍设备运行，以及摄像机的清晰度。定期检查连接处是否紧固，接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如发现问题应及时处理。雷雨季节到来之前作防雷检查。电力遥视设备标志规范化。遥视系统设备的文件资料应完整齐全电力系统是一切活动的生命线，加强电力系统的安全性管理是一切社会活动得以正常进行的有力保障。变电站遥视系统，由于其智能化、整合化、全功能、网络化的系统结构，可以使变电站的安全监控管理提高到一个新的水平上来。张家口供电公司将网络视频监控系统引入电力变电站遥视系统，实现了变电站的无人监控、少人值班，提高了变电站的自动化水平和安全可靠性，减轻了运行人员的负担。
遥视系统在集控站的使用，填补了以往集控站缺乏对无人值班变电站防火、防盗的实时监视手段，在监控站将遥视系统与监视控制和数据采集SCADA系统结合使用，增强了集控站对现场事故处理的指挥功能；加强了安全管理，安全监察人员可以远程监视现场操作执行安规的规范性，并可以实时给予指导；实现了远程实时抄表；符合近几年电力自动化技术和电网突飞猛进发展的新形势的需求，特别是满足无人值班变电网的运行要求，为集控站的调度人员更好地掌握无人值班变电站的运行状况提供了一个新的技术手段，也使电网自动化系统技术水平，跃上了一个新的台阶。
（注：本文作者系华北电力大学经济管理学院在读工程硕士学位研究生）
关键词：变电站；电力系统自动化；监控系统
变电站的遥视技术系统融合了网络视频和数据采集两大主要功能，集遥视系统、安全保卫系统、消防系统、环境监测系统和动力监测系统五大功能子系统于一身，构建多级监控网络系统构架，各级用户都能够实时、直接地了解和掌握其下属变电站的情况。一旦变电站内部发生安全或者设备数据的报警，系统可对发生的情况及时作出反应，并可通过系统中的调度视频会议功能，及时进行可视化调度处理，便于应急指挥，摆脱了传统系统相互独立、各自应用的非智能化模式，实现变电站多层次、立体化的安防自动化系统。
一、系统设计原则
遥视系统的设计原则是：建立以变电站为对象，以监控中心来实施监视和控制，并服务于各级主要生产管理部门的多级视频图像监控网络，并辅以适当的警戒功能以实现变电站“五遥”，为变电站实现真正的无人值守创造条件。在满足需要的前提下，保证系统的稳定可靠，节省投资，使系统发挥良好的经济效应。
1、可靠性。硬件可靠性：系统采用高性能的工业级设备，保证硬件的7×24小时不间断运行。软件可靠性：监控操作系统采用Windows操作系统，具有良好的稳定性。监控图像上通过软件叠加时间和地点防止非法篡改录像资料。供电可靠性：图像监控设备由UPS供电，在市电电压波动的情况下仍能够提供稳定的交流电压。用户管理用户等级管理和密码管理相结合，不同的操作人员具有不同的权限，禁止越权操作。用户操作有记录，系统过滤用户的错误操作。系统自检测与自恢复：前端系统可以启动自运行，无需现场人员维护。系统通过多种方式监视所有工作站和编码站的运行，并在发生故障时及时报警与恢复，保证系统7×24h不间断运行。守护进程自动监视图像编码站的运行状态并在故障时自动恢复。用户也可以在监控中心通过图像工作站重新启动图像编码站，或者通过远程控制软件进行远程维护。系统故障可以按照“变电站单个摄像机”“单个变电站”“单个监控中心”三级进行屏蔽，局部故障不会影响整个系统的运行。视频监视系统的故障不会影响变电站的正常运行。
2、先进性。先进的视频压缩格式：采用MPEG4格式压缩视频流。在保证图像质量的前提下，带宽占用大大减小。在图像帧格式352×288，色彩24位彩色，帧速率25帧/s下，占用带宽平均为400kbit/s，在图像帧格式704×576，色彩24位彩色，帧速率25帧/s下，占用带宽平均为1200kbit/s，且图像延时小于0.5s。先进的音频压缩格式：采用PCM/GSM或专用语音压缩算法压缩音频流，平均占用带宽为8kbit/s。
3、灵活性可升级的压缩算法。由于采用软件编码/解码，如果有了更好的编码算法，可以很方便的进行升级，以保证用户的投资。即使在目前，用户也可以选择多种不同的压缩格式以满足自己的需要。可调节图像质量与占用带宽：由于采用了软件解码，因此图像质量（帧数、分辨率、图像质量）可以调节以适应用户的需求。灵活的网络拓扑方式：整个系统建立在IP广域网上，因此具有非常灵活的拓扑方式。只要有足够的带宽和适当之授权，任何一个节点上的用户可以通过安装图像工作站或WEB浏览器查看任何一个图像编码站的实时图像。
4、可扩展性。灵活的组网方式，方便被监控变电站的增加。几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统。可以方便的嵌入其它系统中。
二、系统方案概述
根据实际需要，拟利用现有传输网络，构建一个能够实现多级管理的树型网络结构的视频调度系统。涉及市调、县调、变电站的多级网络结构视频调度系统，系统集视频监控、视频指挥调度、视频会议等多功能于一体，并辅以适当的警戒功能以实现变电站“五遥”，为变电站实现真正的无人值守创造条件。在满足需要的前提下，保证系统的稳定可靠，节省投资，使系统发挥良好的经济效应。具体如下：多级视频监控，实现对变电站，运行重点区域的实时统一监控，使得从市调到县调各级电力单位都可实现对自己所辖变电站的实时监控。各监控点的现场图像和现场环境（红外、烟雾、水浸、门磁等）监控，并产生告警联动。监控的范围除了设备监控、运行状况监控、安防监控，还可扩展到对所属单位工作人员工作情况的监控。系统监控设计是一个多级的监控系统，不仅实现对口监控，还可以根据具体地理位置，实现相关外派单位的监控，横向的监控。视频调度，市调-县调-各变电站监控调度室，按照隶属关系可进行视频调度。视频会议，各级单位监控调度中心可召开视频会议。多客户端浏览，调度中心以外的监管机构可以依据权限登录系统，浏览各变电站、运行中心的运行状况。系统最大支持40个客户端同时访问一路摄像机的监控镜头，而不影响网络运行情况。
三、系统结构
QUinfo系统是一个基于客户机/服务器模型的系统，同时支持B/S构架，即浏览器直接浏览监视，整个系统主要由视频采集端、监控服务器端、客户端以及传输网络等几个部分组成，可实现视频存储、视频回放、摄像头遥控、报警检测、远程检索播放等功能。监控服务器对视频采集端提供的数据进行处理，如数据压缩、数据传输、图像报警检测、视频存储等。同时，客户端有选择性地加入组播组并经过身份验证，可以访问监控服务器，查询监控视频资源，系统中的客户端可以随时加人或退出网络，整个系统的规模可以动态改变，具有很强的适应性。 四、系统主要技术参数
1、网络系统。端采集设备与网络相连，经过数字压缩后，经本地网络交换机，传送到电力信息网上，而网上的用户即可实现远程实时监控。根据本项目中的用户需求，在怀安县调的，网络环境要求如下：最大同时实现40路镜头的录像，最大16幅CIF（分辨率为：352×288），实时监控图像（4个变电站）或4幅4CIF（即DVD分辨率，720×576），实施监控图像（一个变电站），以及多个客户端，由于县调到各变电站以及到市调均为光纤通道，故传输带宽完全能满足。县调本地局域网我们使用带组播管理功能的快速以太网网络交换机，完全能适应大容量的信息传输及发送。
2、视频系统。视频传输所需的网络带宽8k～4Mbps可调，视频帧率最高可达25帧/s（PAL制视频）。系统支持视频移动侦测功能，图像变化率可由客户根据实际经验设置，以保证移动侦测报警的准确性。系统支持Pelco-P和Canon等协议的云台控制解码器和球机，客户可根据需要选配。
五、系统的运行维护
检查设备的散热和制冷附件。检查连接处的松动、锈蚀问题。对设备及摄像机防护罩定时清洗，防止灰尘阻碍设备运行，以及摄像机的清晰度。定期检查连接处是否紧固，接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如发现问题应及时处理。雷雨季节到来之前作防雷检查。电力遥视设备标志规范化。遥视系统设备的文件资料应完整齐全电力系统是一切活动的生命线，加强电力系统的安全性管理是一切社会活动得以正常进行的有力保障。变电站遥视系统，由于其智能化、整合化、全功能、网络化的系统结构，可以使变电站的安全监控管理提高到一个新的水平上来。张家口供电公司将网络视频监控系统引入电力变电站遥视系统，实现了变电站的无人监控、少人值班，提高了变电站的自动化水平和安全可靠性，减轻了运行人员的负担。
遥视系统在集控站的使用，填补了以往集控站缺乏对无人值班变电站防火、防盗的实时监视手段，在监控站将遥视系统与监视控制和数据采集SCADA系统结合使用，增强了集控站对现场事故处理的指挥功能；加强了安全管理，安全监察人员可以远程监视现场操作执行安规的规范性，并可以实时给予指导；实现了远程实时抄表；符合近几年电力自动化技术和电网突飞猛进发展的新形势的需求，特别是满足无人值班变电网的运行要求，为集控站的调度人员更好地掌握无人值班变电站的运行状况提供了一个新的技术手段，也使电网自动化系统技术水平，跃上了一个新的台阶。
（注：本文作者系华北电力大学经济管理学院在读工程硕士学位研究生）