電力行業(yè)和人民的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，一旦電力設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(zhù)電力企業(yè)的發(fā)展，電力企業(yè)采用科技手段加強控制手段以及加強無(wú)人值守變電站越來(lái)越多的出現在城市的各個(gè)角落之際，電力維護部門(mén)對變電站高效維護、統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(lái)科技發(fā)展趨勢的系統，來(lái)解決日常管理中出現的維護、工作操作等問(wèn)題。
目前變電站通過(guò)常規的綜自系統已基本實(shí)現“四遙”功能，為變電站無(wú)人值班提供了一定的技術(shù)保證。隨著(zhù)大批變電站的無(wú)人值班化，變電站的日常巡視與倒閘操作卻因各種客觀(guān)條件的制約，仍然沿襲著(zhù)以往的傳統工作模式（即相關(guān)工作人員與管理人員必須到場(chǎng)到位），因此將通過(guò)一種新的技術(shù)手段來(lái)配合傳統的變電站綜合系統，來(lái)適應目前電力生產(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 )攝像機的崛起，剛好滿(mǎn)足這些功能。它能適應各類(lèi)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下運營(yíng)級別要求的穩定運行特性、實(shí)現網(wǎng)絡(luò )系統狀態(tài)管理要求的可管控特性、滿(mǎn)足用戶(hù)對各類(lèi)平臺設備廠(chǎng)家自由選擇的開(kāi)放兼容特性，等等。
經(jīng)過(guò)調研發(fā)現，國內對變電站現場(chǎng)狀況的監測，基本只針對某個(gè)獨立單元系統，如電氣指標監測，電視監控、絕緣在線(xiàn)監測、防火防盜監控等，并上傳至局生產(chǎn)管理部門(mén)。這些僅僅依靠某一、二項監測結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場(chǎng)狀況，更不能依靠某一項監測結果對現場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)處理，令已經(jīng)投入的監測系統不能充分發(fā)揮應有的作用，導致事倍功半。即便安裝了較多項目的監測系統，但各個(gè)系統互不兼容，操作繁瑣，往往集成度不高，一樣達不到理想的監測效果。
一、電力傳統監控系統存在的難點(diǎn)問(wèn)題
電力網(wǎng)絡(luò )化建設、電網(wǎng)調度自動(dòng)化技術(shù)運用、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)的新應用。同時(shí)隨著(zhù)智能電網(wǎng)成為奧巴馬新能源政策的重要內容，其漸被業(yè)界關(guān)注。中國國家電網(wǎng)公司以極快的反應速度，將“智能電網(wǎng)”上升到戰略層面，提出加快建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅強智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的建設必將顯著(zhù)提高電網(wǎng)的輸送能力和運行控制的靈活性，最大限度發(fā)揮電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的作用，提高發(fā)電設備的綜合利用效率。
1、實(shí)時(shí)數據無(wú)法共享，機房分布廣泛。
當前的電力監控系統因地域分布廣，而發(fā)電機及其輔助設備運轉過(guò)程中產(chǎn)生的圖像數據采集，環(huán)境數據等隨著(zhù)電廠(chǎng)信息化建設的發(fā)展，實(shí)時(shí)數據的共享更加顯得迫切。
2、無(wú)法實(shí)現遠程辦公，無(wú)法及時(shí)了解設備運行狀態(tài)以及機房環(huán)境，無(wú)法及時(shí)排除設備的故障。
電力通訊的安全性要求非常高，但是，目前電力系統的很多機房都處于無(wú)監控狀態(tài)，電力通訊安全存在非常大的隱患，所以多數機房采用有人值守方式，人力成本較高，并且對一些比較偏遠機房維護和監視非常困難。變電站的生產(chǎn)管理不斷地發(fā)展，“無(wú)人值班”，“遠程辦公”的管理模式將是變電站信息化建設的必由之路。而傳統的模擬攝像機一直使用傳統的的監控技術(shù)加上視頻編碼器實(shí)現遠距離的視頻傳輸，技術(shù)上并不滿(mǎn)足遠程辦公的需求，無(wú)法進(jìn)行遠距離的監控和靈活性的操作控制。而鋪設路線(xiàn)繁多，施工復雜。且監控圖像一般只能在控制中心醒看，同時(shí)要實(shí)現系統需要鋪設大量的視頻線(xiàn)、控制線(xiàn)和電源線(xiàn)，帶來(lái)了人力和物力上的巨大開(kāi)銷(xiāo)。，
3、系統存儲實(shí)時(shí)數據困難
監控系統由于受建設時(shí)期計算機技術(shù)的制約，存儲空間有限，無(wú)法將更多的實(shí)時(shí)數據存為歷史數據，更不用說(shuō)更高層次的分析和應用。而變電站的生產(chǎn)需要大量生產(chǎn)歷史數據，通過(guò)對歷史數據的分析利用，將大大地提高變電廠(chǎng)的優(yōu)化水平，是企業(yè)一筆珍貴的財富。而系統監控點(diǎn)位的存儲容量的擴充都較為復雜，傳統監控系統工程使用DVR作為視頻存儲的設備。隨著(zhù)監控系統在電力生產(chǎn)的廣泛應用，重復操作每一臺DVR，且構成DVR系統功能簡(jiǎn)單已經(jīng)經(jīng)不能滿(mǎn)足電力系統的監控需求。在實(shí)時(shí)數據、歷史數據的基礎上，實(shí)現機組性能計算、效率計算、耗差分析、故障診斷、狀態(tài)檢修、優(yōu)化運行以及運行績(jì)效考核等功能。此時(shí)實(shí)時(shí)數據的保存、分析和應用顯得越來(lái)越重要。
4、普通攝像機圖像質(zhì)量已不能滿(mǎn)足遠程監視的要求
模擬攝像機經(jīng)過(guò)數字轉換后，圖像質(zhì)量受損，模擬信號長(cháng)距離傳輸，信號衰減嚴重，易受干擾，圖像質(zhì)量不佳，圖像分辨率固定為PAL或NTSC，無(wú)法滿(mǎn)足更高清晰度、更高分辨率的監控要求。視頻信號動(dòng)態(tài)范圍較小，難以滿(mǎn)足各種特定應用的需求，比如低噪聲、寬動(dòng)態(tài)、高幀率等需求；無(wú)法實(shí)現分發(fā)、長(cháng)距離傳輸、共享等需求。
5、安全隱患，無(wú)人值守變電站由于無(wú)法保證現場(chǎng)安全
變電站的安全無(wú)法及時(shí)保證。由于機房分布廣，周?chē)h(huán)境復雜且無(wú)人值守，機房的安全問(wèn)題就顯得比較突出，必須解決防火、防盜、防水等安全問(wèn)題，保障設備的運行安全。
二、變電站監控的應用需求分析
針對電力行業(yè)變電站的監控應用的基本需求并充分考慮其特殊需求，結合當前IP監控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，依托電力豐富的網(wǎng)絡(luò )資源，根據漢邦高科網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器在應用行業(yè)中的工程實(shí)施經(jīng)驗，基于IP網(wǎng)絡(luò )攝像機在電力變電站監控系統解決中應用需求分析。
由于在電力變電站遠程圖像監控系統中，前端的視音頻信號通過(guò)視頻服務(wù)器編碼壓縮成IP數據包，會(huì )同前端數據信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò )接口進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò )，因此，包括監控中心的系統服務(wù)器、值班員工作站、變電站本地工作站，網(wǎng)絡(luò )上的任一臺計算機終端，通過(guò)權限控制的方式可以實(shí)現對前端變電站的無(wú)級監控。視頻監控系統在變電站的應用就彌補了無(wú)人值守變電站的防火和防盜問(wèn)題。使變電站的運行生產(chǎn)更加穩定和可靠。下面是對變電站監控系統的主要需求：
1、實(shí)時(shí)監視
實(shí)現對變電站區域內場(chǎng)景情況的遠程監視、監聽(tīng)；
監控主控室、高壓室、電容器室、獨立通信室等環(huán)境；
監視變電站內隔離開(kāi)關(guān)和接地刀閥的分和狀態(tài)。
監視設備運行情況，主變壓器和各主變風(fēng)扇的運行情況
監視對各出入口實(shí)時(shí)情況；機房環(huán)境監控系統，如：供配電系統、UPS電源、溫度、濕度采集、空調、保安門(mén)禁系統等的運行狀態(tài)。
2、事故追憶
通過(guò)IP包括監控中心、電力MIS網(wǎng)上的任意監控終端，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )視頻集中監控系統管理軟件或標準IE瀏覽器，可實(shí)時(shí)監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、現場(chǎng)操作指示
變電站的各種操作要嚴格遵守操作規程，如果操作不當，將會(huì )造成危害。但是變電站的各種操作比較繁瑣，因此必須結合相應的保證措施，將誤操作的可能性降低到最小。監視系統的遠程實(shí)時(shí)監視功能，可以實(shí)現值班人員對遠方變電站操作人員的操作進(jìn)行指導，如果發(fā)現不正確的操作，并能通過(guò)監控或電話(huà)、手機及時(shí)提醒操作人員，從而確保操作的萬(wàn)無(wú)一失。
4、安全防范
通過(guò)使用各種傳感器，如煙感傳感器、紅外微波探頭、門(mén)禁傳感器等，在感應到有安全隱患時(shí)，將收到報警信號及時(shí)傳給調度中心，以做出相應處理。
5、遠程監控和管理的要求
電力系統內各種生產(chǎn)設備類(lèi)型復雜，地域分布廣，人工維護困難。同時(shí)，為適應減員增效和現代化管理的要求，對監控系統在可靠性、易用性及易維護性上，尤其對遠程監控方面提出了更高的要求。
6、多功能監控的要求
電力行業(yè)的遙視要求能夠在現有的電力信息網(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)行監控,可進(jìn)行調用錄像同時(shí)應包含聲音,同時(shí)對監控內容的事件進(jìn)行有效的報警處理，以實(shí)現變電站真正的無(wú)人值守提供了安全技術(shù)保障。
7、數字化的要求
現在隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，基于TCP/IP協(xié)議的IP網(wǎng)的應用得到廣泛普及。高速寬帶主干網(wǎng)的建成和各地區高速接入系統的迅速發(fā)展，促進(jìn)了基于IP技術(shù)的各種視頻通信應用,對于已經(jīng)實(shí)現數字化應用的電力系統來(lái)說(shuō)，其計算機網(wǎng)絡(luò )資源相對較豐富，結合當前視頻監控數字化發(fā)展的趨勢，建設基于網(wǎng)絡(luò )的數字化監控系統。在電力安全監控系統中將是一種趨勢。
三、IP網(wǎng)絡(luò )攝像機對變電站監控中的應用優(yōu)勢
針對電力行業(yè)變電站監控應用的基本需求并充分考慮其特性需求，結合當前監控技術(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)圖像監控
通過(guò)網(wǎng)絡(luò )視頻集中監控系統管理軟件或標準IE瀏覽器，可實(shí)時(shí)監視同一變電站或多個(gè)變電站的所有圖像信息，能夠對各變電站/所的有關(guān)數據、環(huán)境參量、圖像進(jìn)行監控和監視，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，適應電力行業(yè)需要。操作人員能對任一攝像機進(jìn)行控制，實(shí)現對攝像機視角、方位、焦距、光圈、景深的調整；對于帶預置位云臺，操作人員能直接進(jìn)行云臺的預置和操作；若同一點(diǎn)位的實(shí)時(shí)畫(huà)面與標準畫(huà)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，從而達到邊界防護目的。
2、設備巡視
通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )攝像頭所預設的點(diǎn)位信息快速定位并指向該設備，以了解并掌握設備狀況。并結合無(wú)人站運行管理的要求，按常規巡視路徑和各類(lèi)標準化巡視卡的要求，預設多個(gè)攝像頭的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)策略，使得運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傳統的人員必須到現場(chǎng)的設備巡視方式，并遠程地完成現場(chǎng)重點(diǎn)設備與重點(diǎn)部位的相關(guān)情況采集（如主變重要部位外觀(guān)、PT、CT油位及是否有漏油情況等）。
3、語(yǔ)音功能
本地變電站和監控中心值班員工作站之間，不同的監控終端用戶(hù)之間，可以實(shí)現基于IP的語(yǔ)音功能，包括：實(shí)時(shí)的語(yǔ)音半雙工對講及語(yǔ)音廣播功能；變電站端場(chǎng)景錄音；與站內的維護操作人員對講機進(jìn)行遠程對講。
4、集中管理，便于維護
通過(guò)使用IP網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統，極大的簡(jiǎn)少了監控系統中可能涉及的設備種類(lèi)和數量，它完全取代了模擬監控系統中的視頻矩陣、切換器、畫(huà)面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實(shí)現的功能，不僅減少了調試設備的施工周期，同時(shí)較少設備的使用，可提高整體系統的穩定性和可靠性，減少日后維護設備的難度。
5、本地及遠程控制
本地變電站或遠程的任意監控終端，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )視頻集中監控系統管理軟件或標準IE瀏覽器，可控制變電站的云臺、鏡頭等監控設備，布防/撤防設置，變電站現場(chǎng)照明等設備控制；也可以按照事先軟件設置的聯(lián)動(dòng)策略，對變電站報警觸發(fā)執行一系列的控制程序。
6、成本優(yōu)勢
傳統模擬攝像機需要鋪設視頻線(xiàn)、電源線(xiàn)和控制線(xiàn)，在變電站這樣的特殊環(huán)境中，各種傳輸線(xiàn)會(huì )受到變電站的交變電場(chǎng)引起的電源或磁場(chǎng)的干擾，從而使監控系統受到干擾。鋪設線(xiàn)路繁多，施工復雜當前的傳統監控系統主要由攝像機、視頻矩陣、監視器、錄像機等組成，各系統間由視頻線(xiàn)、控制線(xiàn)纜等連接。本地圖像監控系統一般采用模擬方式傳輸，多采用視頻電纜(少數采用光纖)，傳輸距離不易太遠，主要應用于小范圍內的監控，且監控圖像一般只能在控制中心查看。同時(shí)要實(shí)現系統需要鋪設大量的視頻線(xiàn)、控制線(xiàn)和電源線(xiàn)，施工復雜，成本較高。通過(guò)使用IP網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統，極大的簡(jiǎn)少了監控系統中可能涉及的設備種類(lèi)和數量，它完全取代了模擬監控系統中的視頻矩陣、切換器、畫(huà)面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實(shí)現的功能，不僅減少了調試設備的施工周期，同時(shí)較少設備的使用，可提高整體系統的穩定性和可靠性，減少日后維護設備的難度。
7、豐富的管理功能
IP網(wǎng)絡(luò )攝像機可將程的視頻監控、報警管理、動(dòng)環(huán)數據采集、門(mén)禁管理、綜合聯(lián)網(wǎng)、分布/集中存儲等系統功能有機的結合起來(lái)，做到既可以遠程的監視、遙控和圖像的傳輸，又具備動(dòng)力環(huán)境的整體監控，并且具有通常聯(lián)網(wǎng)報警網(wǎng)絡(luò )的功能、門(mén)禁管理人員出入控制功能等，這些功能的完美結合能更加有效地預防事故發(fā)生、打擊犯罪、保障財產(chǎn)安全，確保系統運行穩定，將變電站安全防范技術(shù)提升到新的水平，這已成為當前無(wú)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、報警、門(mén)禁系統，只需要一套軟件，一臺主機，就可以實(shí)現對監控系統里的所有設備的監控管理。解決了市場(chǎng)上不少廠(chǎng)家的無(wú)人值守變電站視頻、動(dòng)環(huán)、門(mén)禁、報警系統需要多臺主機，幾套軟件才可以實(shí)現管理的窘境，真正實(shí)現了多系統的綜。
四、結束語(yǔ)
企業(yè)變電站安裝IP網(wǎng)絡(luò )監控系統后，可以利用計算機對變電站的各種動(dòng)態(tài)參量加以組織分析，再以數據，圖表，色彩及音響等形式形象直觀(guān)地呈現在值班人員面前。借助于該系統，值班人員能提前發(fā)現事故隱患，作到防患于未然。萬(wàn)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)濟調度提供理論依據和現代化手段。
