淺談無人值守變電站設備監控與視頻監控的融合

呂鹍 岳廣濤

摘要：本文根據對無人值守變電站的現狀進行了簡要介紹,找到了目前無人值守變電站存在的不足和問題。針對目前的各種監控新的技術各種優勢和缺陷，將各種新技術進行整合，有效提高了無人值守變電站的安全性和可靠性。最后，提出了新型無人值守變電站監控系統的方案設計和發展前景。

關鍵詞：無人值守；變電站監控；電子感應

中圖分類號： F407 文獻標識碼： A

0 引 言

隨著電網規模的不斷擴大,變電站規模和數量不斷增加,變電站監控系統維護的工作量也與日俱增,但維護人員的數量卻沒有同比例增加,由此給工作人員帶來了巨大的工作壓力。為了提高經濟效益和勞動生產率，在變電站系統日常的生產過程中大量采用無人值守模式。為防范變電站在運行中出現操作失誤、火災、設備被盜竊以及非工作人員闖入等突發事故，電力部門通過建立遠程監控系統，將所屬變電站各個監視點的實時運行圖像以及防火防盜等智能設備報警信息傳輸到監控中心，實現對所屬變電站的遠程實時視頻監控、遠程故障和意外情況告警接收處理，以此來提高變電站運行和維護的安全性及可靠性。但由于技術發展的局限，現有變電站監控系統中視頻部分大多僅能提供現場監視等簡單功能，電子感應測量設備提供的信息比較有限，且視頻系統和電子感應系統大多情況下是相互獨立運行的，這些因素無形中降低了監控的效果。

現有變電站各關鍵設備設備上有一定的電子感應原件，實現了設備本體狀態的實時監測，同時與五防結合，有效防范設備的誤操作。同時隨著現代安防技術的升級進步，有效提高了變電站內安全保障，同時利用其視頻技術可實現站內的全方位巡視，以及設備的外表檢查，在視頻監測的基礎上，對視頻信息進行計算機視覺與模式識別分析，能夠自動地從紛繁的視頻圖像中分辯、識別和提取出關鍵目標的有用信息。利用這一優勢，將視頻分析技術應用于變電站視頻監控系統，使其能夠不間斷地自動分析監控視頻，進行視頻過濾，提取有用信息，同時將此信息與電子感應設備的探測信息進行融合，使得向監控人員提供的信息更加可靠和全面，以極大地發揮與拓展現有監控系統的作用與能力。但是以上技術目前還有實現融合，如果能解決這個問題，對無人值守變電站的發展將具有更加重大的意義。

1 無人值守變電站監控現狀

無人值守變電站遠程監控系統應用中比較常見的是將后臺機側增加一個網卡，將后臺機所得到的數據上傳到調度或集控中心監控室，而視頻監控一般是采用典型的客戶／服務器體系結構，可分為前端現場系統、中間數據傳輸系統和后端管控系統三個部分。視頻監控中前端客戶系統設在變電站監控現場，設備有360度攝像機、視頻服務器、電子圍欄、煙霧探測器等，負責現場音視頻信號、報警信號等數據的采集、編碼和上傳，控制信號的下載和解碼，實現對攝像機的控制和本地監控任務。中間傳輸系統主要由網絡通信設備和網絡通道組成，用來完成前端和后端之間的數據傳輸交換任務。同時，前端也對所有的監控用戶進行統一的管理。通過以上技術,無人值守變電站的管理還是采用集中監控，基本實現了調壓、無功補償投切以及單項斷路器分合的遠方操作，同時通過視頻監控進行定期巡視，但是由于技術還不成熟，仍需定期進行現場巡視。

2．無人值守變電站遠程監控存在的問題

無人值守變電站現有監控系統存在的主要問題是：1.原有設備基礎較差，缺少相應的監控拓展插口，使得相當數量的老舊設備監控不到位；2監控圖像需要依靠人工實時觀看、手動調閱，視頻實時監控中的圖象分析處理能力不足，不能做到事故預防、發現及處理，大多是只能用作事后取證；3電子感應裝置僅僅是起步階段，設備之間還有信息盲點，無法做到設備的全面信息監控，信息相對單一有限，且工作穩定性較差；4視頻監控獲得的信息和電子感應探測信息沒有融合充分利用；5設備監控系統與視頻監控系統搶奪資源，原有的網絡通道數據傳輸能力有限，而目前的設備監控系統與視頻監控系統數據大較大，有限的輸送能力與龐大的數據量之間的矛盾突出；6設備監控系統與視頻監控系統之間目前是分離運行，但是視頻監控系統沒有與保護裝置進行整合，信息相對散亂，且沒有軟件支撐，加大監控人員工作量。以上問題將成為充分發揮無人值守變電站監控系統效能的瓶頸，會嚴重地制約電網生成效率的進一步提高。

3 信息分析技術在無人值守變電站監控中的應用

根據上文的介紹和分析，設備的電子傳感元件與視頻分析技術的應用具有信息分析及處理能力，通過信息處理，利用遠方控制軟件實現對電網中各變電站進行有效管理。對無人值守各變電站關鍵設備進行改造，增加拓展插口，增加參數監測原件，并對銜接設備進行改造，有效消除設備監控中的盲區。同時視頻監控方面益采用清晰度較高的攝像裝置，同時利用紅外掃描裝置，有效對變電站監控現場的設備進行監控和發現設備缺陷。同時利用信息分析技術對變電站監控信息進行分流，分流信息實現獨立的存儲備份和信息分析，根據預設的變電站監控現場異常情況類別，生成相應的異常情況信息。對變電站的設備監測系統與視頻監測系統的信息進行綜合判定，以決定異常情況的真實性和重要性，最后生成詳細的報警信息及時向監控中心發出提示。為了縮短報警信號在生成和被監控人員獲得兩者之間的時間延遲，提高對異常情況的響應速度，需要將報警信號進行單獨編碼上傳發送。

4 總 結

隨著國家對電力需求的不斷增加，電網規模不斷擴展，有限的運維人員必然需要大量的變電站采用無人值守工作模式，其運作的正常與否直接關系到電力企業或整個電網能否正常運作。將遠方變電站信息分析技術應用于無人值守變電站管理，同時充分利用傳感器信息采集能力強的優勢，可更高效的提高無人值守變電站監控的智能性和可靠性。在充分考慮無人值守變電站的地理環境、設施布局、天氣環境等復雜因素的基礎上，利用各種傳感器、視頻等多媒體技術進行變電站設備的全面信息采集，經過監控信息分析系統對采集的信息進行分析處理，利用遠控端對變電站設備進行遠方控制，利用一個好的平臺對以上過程進行高效整合后形成的技術對變電站監控將是一個革新，對我國將來的電網監控運行、維護以及檢修將具有里程碑的意義。