论文部分内容阅读
【摘 要】为了提高建设管理效益，需要不断的提高电网建设能力和水平，公司创新开展大建设体系电网建设项目全过程可视化管理，创建可视化管理平台。本文就对变电站远程可视化顺序控制系统进行深入探讨。
【关键词】变电站；远程；可视化；顺序控制
随着国家电网“三集五大”体系建设的深入推进，供电公司公司原有基建管理模式难以达到“效益最大化、人员最精化、服务最优化”的新要求。构建以管理创新和技术创新为基本内涵的项目全过程可视化管理模式，是高效推进“大建设”体系建设的客观要求，是提升建设管理集约化水平的迫切需要，是电网建设技术发展的必然要求。
1、现状及存在的问题
变电站因具备“四遥”功能，基本都采用无人值班运行模式，在实际运行中，在调控中心一般仅进行断路器分合闸或重合闸等功能投退的遥控操作，大量的倒闸或停电操作仍需要人工来进行作业，而人工本身具有一定的不稳定性，容易出现工作上的失误，并且效率方面也较为低下。随着现代技术的发展，自动化技术的范围以及可靠性都得以增长，因此可以采用自动化程序对变电站进行远程控制。程序化操作也称为顺序控制，在运作流程上，首先通过人工的操作，在后台上拟定之后发出，当程序接收到人工拟定的指令后，会依照指令与本身的控制逻辑路线对控制目标进行控制，初步实现远程变电站控制，并且为了实现智能化控制，程序还会对指令进行逻辑判断，即确认程序的可行性，并同时将指令执行的效果不断反馈，人工可以对此进行观测、调整。由此可见，通过这种方法的实施，使得人工不用介入实际的操作，因此避免了人工不稳定性的影响。但这种方式是在默认设备提供的电气量或开关量完全准确的前提下进行的，而受现有设备制造水平限制，电气接点信号存在错误的可能性，因此对设备的顺控操作存在一定的风险性，需要采取措施解决。
2、远程可视顺控系统
2.1需求分析
顺控功能在实现的过程中，存在以下问题：（1）设备状态返校信息单一；（2）设备视频联动功能未起到实质性的作用；（3）设备图像清晰度受光线影响；（4）对于设备图像状态缺乏智能分析功能；（5）视频监控系统摄像头数量多、布点接线复杂，影响设备运行，甚至在严重时会对检修人员人身安全造成一定威胁。
2.2系统构成
在结构当中主要包括了网络高清摄像机、轨道摄像机、控制主机、视频处理单元、多维可视监控综合主机、磁盘阵列、图像智能分析服务器等硬件设备，下文对设备运行流程进行阐述。首先，通过高清摄像机、轨道式摄像机、角位移传感器等设备获取一、二次设备运行状态信息并进行图像识别分析后将图像及状态判断信息上传至站端监控系统，监控系统在进行顺序控制操作过程中获取图像识别信息参与操作过程中的逻辑判断；与此同时，画面自动切换至被操作设备，由于图像识别信息原理有别于电气位置信号，因此提高了顺序控制操作的可靠性。
2.3远程可视化顺控系统关键技术
2.3.1视频技术及微距摄像头技术
通过网络高清摄像头的应用，可有效实现对变电站内部电气设备的检测，以此来为控制提供依据。例如，在刀闸刀口的位置安装网络高清摄像头，即可实现直接的可视监控。在表计前加装微距工作摄像机，实现表计自身可视化，微距工作摄像机采用无线传输模式，减少摄像机电缆数量，减轻现场施工工作量。系统在此基础上，能够近距离获取仪表外观图片，并通过图片特征识别算法，智能读出仪表读数。
2.3.2角位移传感器
刀闸合闸到位监测装置，其结构要点包括角位移传感器和数据处理装置。角位移传感器包括转动部件和固定部件，其中，固定部件主要分为两个形式，即外壳与隔离开关连接、转动部件与隔离开关轴端连接。此外，数据处理装置方面主要有比较处理单元、信号接收单元、基准单元等。当隔离开关在合闸时，角位移传感器因为转动部件的旋转而在传感器固定部件的线圈上产生4～20mA电流信号，信号随着转动的角度增大而增大并发送给数据处理装置。信号接收单元接收到该电流信号后，将在判别之后对进行处理，之后以信号的形式将处理结果传输至比较处理单元，当比较处理单元接受到信号之后，将会把结果与基准单元的基准信号进行对比，以此来确认合闸的正确性，并通过通信传送单元发送确认信号到上位机，如果不在基准信号范围内，则说明合闸不到位并发送合闸失败信号。上位机中已有了一维监控即基于辅助接点的开关量，而角度感应量的监控判断作为第二维监控，只有二者均判断为合闸到位，才能确认合闸成功。
2.3.3图像智能分析技术
首先对配置仪表的初始参数进行设置，以此形成标准值，在此基础上，可采用分析表对图像中的位置进行判断，以此得出当前仪表的读数，如果读数大于报警值，系统则会触发自动报警系统。图像智能分析技术的实施步骤为：首先根据初始数据信息对仪表的表盘刻度计算出椭圆度。再将表盘区域的图像规范化，并得到规范后的RGB图、灰度圖。
2.3.4视频图像传输
远程可视化智能图像监控系统前端设备与集控中心，是相互串联的两个环节，串联渠道在于视频图像传输系统，在此串联关系之下，即可形成图像信息的交互应用。视频图像传输系统的作用，首先，能够实现前端设备信息传输至终端系统的功能，其次，实现终端的控制指令传输到前端设备，由其解码下发，即实现远程可视化智能图像监控系统前端设备与集控中心的双向互联。在最新的传输技术概念之下，传输功能的实现主要可以依靠信号格式转换技术以及传输设备，通过现有的通信传输路径来实现传输功能，也可借助计算机网络技术来实现。
3、可视化管理的实施成效
3.1管理能力提升
应用可视化管理后，管理中心实行专人值班，每天对各项目进行常态化监控检查。各类检查次数增多、检查时间减少，现场项目管理能力大幅提升。管理中心全方位地对现场进行实时监督，能对现场起到威慑作用，有效遏制不规范行为；施工周期内的全程录像还能为日后结算审计提供重要依据，对促进施工规范、保障施工安全、控制施工进度等均具有重要意义。
3.2管理效率提高
启用可视化管理中心后，业主项目部人员在原来基础上可以进行有机整合，减少人员配置。常规管理模式下，每个业主项目部需配置项目经理、安全、质量、技术、技经等专职；经过整合，每个项目部仅保留项目经理一人，安全、质量、技术、技经专职由管理中心集中配置；业主项目经理承担建设协调管理，其余工作则由远程集中管理实现。以可视化管理中心的集约管控功能取代各项目部分布式就地处理功能，从而实现人员集约化运作，提升项目管理成效。
3.3工程质量精进
可视化管理中心投入使用后，24h全天候地监控工程现场各角落、各环节、各工序。现场监管除施工、监理和业主的在场人员外，又多一双“电子眼”，使工程质量始终处于受控状态。结合可视化系统推广标准工艺应用，确保所形成的设计图纸和施工方案100%符合标准工艺要求，且采用三维图形进行设计交底，采用动漫演示分阶段进行施工方案交底，形式生动，效果明显。通过远程视频监控系统，使各专业专家参与工程检查验收成为了可能，进一步加强了标准工艺执行过程的控制，确保执行不走样。
4、结语
在现代发展之下，社会对于电能的需求逐渐增长，导致电网运行的要求更高，不但要注重提高电能供给，还需避免电网运行的故障现象。因此，建立稳定性高、安全性高的电网控制系统十分重要，但要实现此目的，就必须重视智能化的应用，其除了要求智能化的一次设备和自动化的二次系统以外，还需要建设功能完善的远程可视化操作系统。本文为实现此目的，结合了变电站现状进行分析，在其变电站基础上进行了远程可视化操作系统的设计。
参考文献：
[1]臧海洋，张栋.浅析变电站智能辅助控制系统的应用[J].工程技术：文摘版，2016（11）：152.
[2]江智洲.浅析变电站智能辅助控制系统的集成应用[J].中国安防，2015（14）：58-63.
[3]崔路.浅析智能变电站辅助综合监控系统[J].科技创新与应用，2016（13）：178.
（作者单位：太原供电公司）
【关键词】变电站；远程；可视化；顺序控制
随着国家电网“三集五大”体系建设的深入推进，供电公司公司原有基建管理模式难以达到“效益最大化、人员最精化、服务最优化”的新要求。构建以管理创新和技术创新为基本内涵的项目全过程可视化管理模式，是高效推进“大建设”体系建设的客观要求，是提升建设管理集约化水平的迫切需要，是电网建设技术发展的必然要求。
1、现状及存在的问题
变电站因具备“四遥”功能，基本都采用无人值班运行模式，在实际运行中，在调控中心一般仅进行断路器分合闸或重合闸等功能投退的遥控操作，大量的倒闸或停电操作仍需要人工来进行作业，而人工本身具有一定的不稳定性，容易出现工作上的失误，并且效率方面也较为低下。随着现代技术的发展，自动化技术的范围以及可靠性都得以增长，因此可以采用自动化程序对变电站进行远程控制。程序化操作也称为顺序控制，在运作流程上，首先通过人工的操作，在后台上拟定之后发出，当程序接收到人工拟定的指令后，会依照指令与本身的控制逻辑路线对控制目标进行控制，初步实现远程变电站控制，并且为了实现智能化控制，程序还会对指令进行逻辑判断，即确认程序的可行性，并同时将指令执行的效果不断反馈，人工可以对此进行观测、调整。由此可见，通过这种方法的实施，使得人工不用介入实际的操作，因此避免了人工不稳定性的影响。但这种方式是在默认设备提供的电气量或开关量完全准确的前提下进行的，而受现有设备制造水平限制，电气接点信号存在错误的可能性，因此对设备的顺控操作存在一定的风险性，需要采取措施解决。
2、远程可视顺控系统
2.1需求分析
顺控功能在实现的过程中，存在以下问题：（1）设备状态返校信息单一；（2）设备视频联动功能未起到实质性的作用；（3）设备图像清晰度受光线影响；（4）对于设备图像状态缺乏智能分析功能；（5）视频监控系统摄像头数量多、布点接线复杂，影响设备运行，甚至在严重时会对检修人员人身安全造成一定威胁。
2.2系统构成
在结构当中主要包括了网络高清摄像机、轨道摄像机、控制主机、视频处理单元、多维可视监控综合主机、磁盘阵列、图像智能分析服务器等硬件设备，下文对设备运行流程进行阐述。首先，通过高清摄像机、轨道式摄像机、角位移传感器等设备获取一、二次设备运行状态信息并进行图像识别分析后将图像及状态判断信息上传至站端监控系统，监控系统在进行顺序控制操作过程中获取图像识别信息参与操作过程中的逻辑判断；与此同时，画面自动切换至被操作设备，由于图像识别信息原理有别于电气位置信号，因此提高了顺序控制操作的可靠性。
2.3远程可视化顺控系统关键技术
2.3.1视频技术及微距摄像头技术
通过网络高清摄像头的应用，可有效实现对变电站内部电气设备的检测，以此来为控制提供依据。例如，在刀闸刀口的位置安装网络高清摄像头，即可实现直接的可视监控。在表计前加装微距工作摄像机，实现表计自身可视化，微距工作摄像机采用无线传输模式，减少摄像机电缆数量，减轻现场施工工作量。系统在此基础上，能够近距离获取仪表外观图片，并通过图片特征识别算法，智能读出仪表读数。
2.3.2角位移传感器
刀闸合闸到位监测装置，其结构要点包括角位移传感器和数据处理装置。角位移传感器包括转动部件和固定部件，其中，固定部件主要分为两个形式，即外壳与隔离开关连接、转动部件与隔离开关轴端连接。此外，数据处理装置方面主要有比较处理单元、信号接收单元、基准单元等。当隔离开关在合闸时，角位移传感器因为转动部件的旋转而在传感器固定部件的线圈上产生4～20mA电流信号，信号随着转动的角度增大而增大并发送给数据处理装置。信号接收单元接收到该电流信号后，将在判别之后对进行处理，之后以信号的形式将处理结果传输至比较处理单元，当比较处理单元接受到信号之后，将会把结果与基准单元的基准信号进行对比，以此来确认合闸的正确性，并通过通信传送单元发送确认信号到上位机，如果不在基准信号范围内，则说明合闸不到位并发送合闸失败信号。上位机中已有了一维监控即基于辅助接点的开关量，而角度感应量的监控判断作为第二维监控，只有二者均判断为合闸到位，才能确认合闸成功。
2.3.3图像智能分析技术
首先对配置仪表的初始参数进行设置，以此形成标准值，在此基础上，可采用分析表对图像中的位置进行判断，以此得出当前仪表的读数，如果读数大于报警值，系统则会触发自动报警系统。图像智能分析技术的实施步骤为：首先根据初始数据信息对仪表的表盘刻度计算出椭圆度。再将表盘区域的图像规范化，并得到规范后的RGB图、灰度圖。
2.3.4视频图像传输
远程可视化智能图像监控系统前端设备与集控中心，是相互串联的两个环节，串联渠道在于视频图像传输系统，在此串联关系之下，即可形成图像信息的交互应用。视频图像传输系统的作用，首先，能够实现前端设备信息传输至终端系统的功能，其次，实现终端的控制指令传输到前端设备，由其解码下发，即实现远程可视化智能图像监控系统前端设备与集控中心的双向互联。在最新的传输技术概念之下，传输功能的实现主要可以依靠信号格式转换技术以及传输设备，通过现有的通信传输路径来实现传输功能，也可借助计算机网络技术来实现。
3、可视化管理的实施成效
3.1管理能力提升
应用可视化管理后，管理中心实行专人值班，每天对各项目进行常态化监控检查。各类检查次数增多、检查时间减少，现场项目管理能力大幅提升。管理中心全方位地对现场进行实时监督，能对现场起到威慑作用，有效遏制不规范行为；施工周期内的全程录像还能为日后结算审计提供重要依据，对促进施工规范、保障施工安全、控制施工进度等均具有重要意义。
3.2管理效率提高
启用可视化管理中心后，业主项目部人员在原来基础上可以进行有机整合，减少人员配置。常规管理模式下，每个业主项目部需配置项目经理、安全、质量、技术、技经等专职；经过整合，每个项目部仅保留项目经理一人，安全、质量、技术、技经专职由管理中心集中配置；业主项目经理承担建设协调管理，其余工作则由远程集中管理实现。以可视化管理中心的集约管控功能取代各项目部分布式就地处理功能，从而实现人员集约化运作，提升项目管理成效。
3.3工程质量精进
可视化管理中心投入使用后，24h全天候地监控工程现场各角落、各环节、各工序。现场监管除施工、监理和业主的在场人员外，又多一双“电子眼”，使工程质量始终处于受控状态。结合可视化系统推广标准工艺应用，确保所形成的设计图纸和施工方案100%符合标准工艺要求，且采用三维图形进行设计交底，采用动漫演示分阶段进行施工方案交底，形式生动，效果明显。通过远程视频监控系统，使各专业专家参与工程检查验收成为了可能，进一步加强了标准工艺执行过程的控制，确保执行不走样。
4、结语
在现代发展之下，社会对于电能的需求逐渐增长，导致电网运行的要求更高，不但要注重提高电能供给，还需避免电网运行的故障现象。因此，建立稳定性高、安全性高的电网控制系统十分重要，但要实现此目的，就必须重视智能化的应用，其除了要求智能化的一次设备和自动化的二次系统以外，还需要建设功能完善的远程可视化操作系统。本文为实现此目的，结合了变电站现状进行分析，在其变电站基础上进行了远程可视化操作系统的设计。
参考文献：
[1]臧海洋，张栋.浅析变电站智能辅助控制系统的应用[J].工程技术：文摘版，2016（11）：152.
[2]江智洲.浅析变电站智能辅助控制系统的集成应用[J].中国安防，2015（14）：58-63.
[3]崔路.浅析智能变电站辅助综合监控系统[J].科技创新与应用，2016（13）：178.
（作者单位：太原供电公司）