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电力行业视频监控远程管理系统

时间:2014-04-21 10:13来源:未知 点击:

电力行业视频监控远程管理系统


1、行业背景
电力工业是支撑国民经济和社会发展的重要基础产业和公用事业。随着我国经济快速发展,各行业用电逐年增加,电力建设不断加强,电网建设与改造取得了显著成效,保障了国民经济和社会发展对电力的强劲需求。变电站作为电网的核心环节,担负着所在区域的高低压变换及供电任务,安全运行就尤为重要。随着变电站自动化水平的持续提高,为了满足变电站现场运行和管理的需求,大批变电站分阶段、分批次部署了环境监测、SF6泄漏报警、门禁、空调通风、给排水等系统。在“三集五大”的“大运行”、“大检修”体系建设中,如何最大限度的挖掘现有辅助系统的潜力、最大程度的节约成本、提高效率系统,已成为变电站管理中急待解决的问题。
1)标准不统一
在系统规划和建设中,相关工作都需要标准(包括建设规范、互联接口标准)来规范,而标准的制订和完善是一个漫长的过程。
由于建设规范不统一,导致系统建设中出现了不一致现象:部分网省公司已进入综合辅助系统的全面建设阶段,而大多数网省公司的系统还停留在视频大联网阶段,同时相同电压等级变电站内部署的产品类型、规格和数量也差异较大。
2)综合监控难
早期的变电站辅助系统,大多各自独立运行,通过不同通道上传数据,甚至每套系统都属于不同的职能部门、配备独立的管理人员,很难做到多系统的综合监控、集中管理,无形中降低了系统的高效性,增加了系统的管理成本。
3)业务融合少
无人值守模式推广初期,虽然“遥视”是作为“第五遥”引入,但大多只实现视频复核的功能,视频业务并未真正融入到变电站日常管理中。考虑到数据安全性问题,视频监控系统依然独立于生产系统,极少数电网公司会尝试与综合自动化系统(SCADA)进行视频联动,实现可视化运行管理。
4)人为干预多
传统的变电站辅助系统,采用系统独立、分散监控的管理模式,并未建立有效的联动机制,事件处理需要各部门的沟通、配合。随着变电站自动化程度的提升、管理模式的变革,联动机制逐步建立起来,但大多局限于开关量联动。智能变电站的推广,对辅助协议提出了更高的技术要求,更多系统将采用协议通信,而早期开关量联动的方式已不再适用。
5)运维难度大
当网省公司实现视频大联网后,给相关部门带来了诸多好处,提高了管理效率。但面对数量庞大的视频监控设备,运维部门需配备专属人员进行人工检测和处理,工作量巨大且监测难度大,往往造成故障处理不及时,导致运维成本不断增加,使得视频监控系统的使用效果大打折扣,严重影响了运行管理工作的有效开展。
2、行业发展
国家电网将分三个阶段推进坚强智能电网的建设:规划试点阶段(2009年-2010年),重点开展坚强智能电网发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,开展各环节的试点工作;全面建设阶段(2011年-2015年),加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用;引领提升阶段(2016年-2020年),全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平
3、技术发展
现阶段正处于智能电网的全面建设阶段,一批新建智能变电站已建成投运,同时大批已建变电站面临智能化改造升级。智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑,设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、检修状态化、运维高效化是变电站发展的方向,对于综合辅助系统,较之数字化变电站也体现出更多行业发展趋势:
信息一体化
智能变电站内子系统众多,具有SCADA数据、电能量数据、故障录波数据、保护信息数据、一次设备在线监测数据、辅助系统数据等信息。由于信号源较多,采集传输方式各异,而且信息量大,构建信息一体化平台是实现有效整合、保障电网信息一致性的关键。信息一体化平台建立站内全景数据后,可供系统层各高级应用子系统进行统一化、标准化、规范化的数据存取访问及向调度系统进行上送。变电站的全景数据需实现信息一体化,作为底层数据的辅助系统数据更需实现信息一体化,各辅助子系统需被有限接入并整合。
辅助系统智能化
变电站的智能化,不仅体现在生产系统的智能化,还应体现在辅助系统的智能化。综合辅助系统作为智能变电站中一个不可缺少的重要组成部分,对比早期的监控系统,不再采用简单的开关量接入,还是通过协议接入,从而在接入上更加灵活、功能上更加完善、联动上更加智能。智能变电站综合辅助系统不但能够实现各辅助系统间的智能预案和可视化复核;而且还能在信息一体化平台和各子系统之间起到上传下达的作用,为信息一体化平台建立全景数据提供辅助系统数据,接受信息一体化平台对子系统的控制信令,实现与生产系统的信息共享及信息互动。
管理可视化
随着智能变电站的全面建设,辅助系统(变电站综合辅助系统)与生产系统(变电站综合自动化系统)的业务融合更加紧密,尤其是深化了视频监控在变电站运行中的作用,实现倒闸操作、巡视检修的全程可视化管理。一键顺控将成为智能变电站的发展方向,视频监控系统参与到操作流程中,能够实现高效、准确的顺序控制。
除了可见光视频监控,红外热成像监控作为视频监控的有效补充和扩展,也将成为可视化设备巡检的另一技术支撑。部分网省公司已完成了试点并小规模部署,随着智能变电站的进程推进,将迎来建设高峰。
4、标准建设
智能电网是未来发展的趋势,促进智能电网各环节协调发展的关键,在于从实体电网、信息系统、业务整合三方面,依靠标准和规范,着力解决能量流、信息流、业务流的高度一体化等方面的问题。在智能电网建设过程中,应坚持统一规划,统一标准,统一设计的原则。智能电网技术标准在智能电网中具有重要的战略意义,将贯穿智能电网建设的始终,决定智能电网建设的成败。针对智能变电站综合辅助系统,国家电网也出台了相应的技术标准。
智能变电站辅助系统综合监控平台技术规范
根据国家电网公司物资采购标准(智能设备卷-智能变电站辅助系统综合监控平台册),辅助系统综合监控平台由视频监控子系统、环境监测子系统、安全警卫子系统、门禁子系统、灯光智能控制子系统等组成。同时平台还预留了通信接口,以便接入相当独立的消防子系统。
综合辅助系统不是独立的系统,还需与站内信息一体化平台进行信息交互,并通过信息一体化平台与变电站自动化系统(SCADA系统)进行信息交互、行为互动,满足智能变电站对综合辅助系统提出的新需求,综合监控平台与信息一体化平台间采用DL/T860协议进行通信。辅助系统综合监控平台(虚线框内)各子系统连接、和其他系统的连接详见下图。
图表 1 综合辅助系统站端拓扑图


5、需求分析
智能变电站的全面建设,对变电站辅助系统提出了全新的要求。对于变电站综合辅助系统的建设,我们要有科学发展观,在“三集五大”建设体系的指导下去考虑问题。
从海康威视参与国家电网首批智能变电站项目至今,通过近几年对智能变电站项目的不断实践,我们对变电站综合辅助系统的需求归纳如下:
在综合辅助系统的方案设计和项目实施时,严格按照国家电网的《智能变电站辅助系统综合监控平台技术规范》和《电网视频监控系统及接口》,采用符合标准的硬件产品和监控平台;
在变电站重要区域,部署高清摄像机,通过高清监控看清重要设备的细节部分,减少工作班的巡检压力;
在变电站周界和重要设备区域,部署智能分析设备,变“被动监控”为“主动监控”,减少运维中心的监控压力;
在变电站制高点,部署红外热像仪,对变电站设备的温度状态进行实时监控并红外成像,通过温度提前发现设备故障;
在无法布线的高压带电区域,部署无线温湿度传感器,实现设备运行状态的全面感知,及时发现设备异常情况;
综合辅助系统站端平台需实现对辅助子系统的统一接入管理,子系统间配置智能预案,一旦报警即可触发相关联动;
综合辅助系统站端平台需通过DL/T860协议与信息一体化平台实现信息互动,并通过信息一体化平台配合变电站自动化系统(SCADA系统)进行行为互动,以便调控中心对操作任务进行视频核实;
综合辅助系统需支持多级监控,不同层级、不同部门、不同用户可配置不同的权限,上下级之间可实现数据同步;
综合辅助系统主站系统需支持客户端和浏览器访问方式,呈现不同功能,同时支持手持终端模式,以便领导、专家随时随地对突发事件进行应急指挥;
综合辅助系统主站系统需具备完善的运维管理功能,对数量庞大的视频监控设备进行自动画巡检,当巡检结束后自动生成报表,以便系统运维部门及时处理.
6、设计思路
变电站综合辅助系统设计的指导思想是:深入贯彻落实科学发展观,以智能电网发展战略为指导,以辅助系统建设现状为基础,以实现辅助系统的标准化、一体化和智能化特征为目标,以先进适用技术为支撑,以满足多元化电力管理需求为目的,立足国网,统筹规划,实现电网“智能”与“坚强”高度融合,实现电网生产系统与辅助系统的协调发展。
7、设计原则
随着信息技术的飞速发展,新技术不断涌现。变电站综合辅助系统,必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构,以便支持今后不断更新和升级的需要,从而保护投资。同时本方案以满足实际应用为出发点,设计时主要遵循以下原则:
规范性
可靠性
兼容性
先进性
扩展性
易用性
安全性
8、技术原则
标准化
系统满足电网公司辅助系统相关技术规范,并针对技术规范开发了标准化产品。除了硬件设备满足接口规范,平台软件也满足级联规范,能够实现多级联网监控及跨区域的图像共享。同时平台软件符合主流电力通信标准(如DL/T860协议、CDT规约、104规约),能够与电力运行管理系统实现对接。
一体化
系统能够实现辅助系统的一体化综合监控,对视频监控、环境监测、安全警卫、消防报警、门禁、SF6泄漏报警、智能控制等子系统进行融合并建立联动预案。除了有线监控,平台软件还支持3G手持终端的接入,满足随时随地的监控需求。
智能化
系统能够实现与电力生产系统(如SCADA系统、EMS系统、DCS系统、信息一体化系统)的智能视频联动,任何操作任务都能够关联相应的摄像机预置位,实现可视化运行管理。
系统还提供多种智能视频功能:通过红外热像仪,能够对设备的早期故障进行预防;通过视频分析设备,能够提供各种智能分析功能;通过视频质量诊断模块,能够为大型联网项目提供良好的运维保障服务。
9、设计标准
系统规划设计必须按照国际、国家和行业的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行,但不仅仅限于以下所列范围。
电力系统设计方面:
《智能变电站辅助系统综合监控平台通用技术规范》(主要参考依据)
《智能变电站辅助系统综合监控平台专用技术规范》(主要参考依据)
《电网视频监控系统及接口》(Q/GDW517-2010)(主要参考依据)
《智能变电站技术导则》(Q/GDW383-2009)
《变电站智能化改造技术规范》(Q/GDWZ414-2010)
《智能变电站一体化监控系统功能规范》(Q/GDW678-2011)
《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》(Q/GDW679-2011)
《变电站通信网络和系统》(DL/T860)
《循环式远动规约》(DL451-91)
《远动设备及系统 第5-104部分:传输规约采用标准传输协议集的IEC 60870-5-101网络访问》(DL/T634.5104-2009)
安防视频监控系统设计方面:
《中华人民共和国公安部行业标准》(GA70-94)
《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)
《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87)
《入侵报警子系统通用图形符号》(GA/T75-2000)
《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》(GB/T50311-2000)
《电线电缆识别标志方法》(GB/T6995)
《全介质自承式光缆》(YD/T 980-1998)
《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)
《入侵探测器通用技术条件》(GB10408.1-89)
《防盗报警控制器通用技术条件》(GB12663-90)
《报警图像信号有线传输装置》(GB/T16677-1996)
视频监控图像质量方面:
《电视视频通道测试方法》(GB3659-83)
《彩色电视图像质量主观评价方法》(GB7401-1987)
视频系统网络设计方面:
《信息技术开放系统互连网络层安全协议》(GB/T17963)
《计算机信息系统安全》(GA 216.1-1999)
《计算机软件开发规范》(GB8566-88)
视频系统工程建设方面:
《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)
《入侵报警工程程序与要求》(GA/T75-94)
《入侵报警子系统验收规则》(GA308-2001)
《入侵报警工程技术规范》(GB50348-2004)
《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)
《入侵报警子系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)
《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)
10、设计目标
变电站作为智能电网的核心环节,稳定运行的重要性不言而喻。为满足电力运维中心对变电站的多元化管理需求,需建立一套适应变电站安全生产的现代化综合辅助系统。系统以现代信息技术为支撑,网络互联互通、信息资源共享、应用功能完备,主要实现以下目标:
建立覆盖全省变电站的综合辅助系统,对变电站的运行、设备进行全局管理,满足中心集中管理、部门授权监管、领导移动办公的需求;
对站内视频监控、环境监测、安全警卫、消防报警、门禁、SF6泄漏报警、智能控制等辅助子系统进行集成管理,符合大运行体系建设;
对突发事件快速做出响应和处置,有效对安全事件进行防范,降低和控制意外事故发生的风险;
充分利用视频资源,规范倒闸操作、巡视检修流程,保障生产系统稳定运行;
通过现有信息资源,形成各类统计报表,供领导统筹决策;
采用高科技手段,第一时间掌握设备不在线、工作异常等故障信息,及时排除故障,提高运维效率,减少运维成本。
11、技术路线
海康威视智能变电站综合辅助系统是集硬件、软件、网络于一体的大型联网监控系统,以iVMS-8800平台软件为核心,实现多级联网及跨区域监控,在运维中心即可对站端系统集中监控、统一管理,为智能电网保驾护航。
在系统设计过程中,除符合国家电网的技术规范,还将适当技术创新。海康威视智能变电站综合辅助系统,将按照以下技术路线:
高清视频监控:全面接入720P及以上高清摄像机,提升视频质量和安防水平,满足细节监控(设备状态、仪表读数、脸部特征)需求,支持高清录像存储;
智能分析识别:设备状态分析、行为分析、车牌识别;
辅助系统融合:实现视频监控、环境监测、安全警卫、消防报警、门禁、SF6泄漏报警、智能控制等子系统的集成,各子系统根据预案进行联动;
可视运行管理:可按需配置本地视频巡视预案,同时可与SCADA系统通信,当进行倒闸操作或跳闸事故时,SCADA发送“遥控”或“遥信”信号至视频监控系统,关联相应的摄像机预置位;
立体监管模式:实现站端、地市、省三级垂直监管,固定网络采用C/S、B/S方式进行访问,移动网络通过手持终端(手机、平板等)进行监管;
系统运维管理:IT基础设施管理、视频质量诊断、带宽优化及控制、资产管理、日志管理。
12、总体架构

13、组织架构
投运变电站的管理与“大运行”、“大检修”体系建设息息相关,调度和检修公司可分别根据管理职能集约管控变电站的运行状况。
15调度机构
通过“大运行”体系建设,按不同电压等级的变电站划分,将变电设备运行集中监控、输变电设备状态在线监测与分析业务纳入相应调度机构统一管理,实现各级调度的调控一体化运作。
主站系统组成
主站系统主要由服务器管理系统、存储系统、解码系统、控制系统、显示系统等组成。
CVR存储模式
CVR ( Cloud Video Recorder ) 视频云存储设备是集编码设备管理、录像管理、存储和转发功能为一体的视频专用存储设备。即把录像功能和播放功能嵌入到存储设备中,实现编码器数据流直接写入存储,或通过流媒体转发写入存储。平台和客户端可以直接从存储中点播、下载。
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项目联系人:梁彦博
联系电话:13008732523
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