電力行業(yè)和人民的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，一旦電力設(shè)施遭遇破壞或工作失誤，就會造成大面積停電，其后果不堪設(shè)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人值守變電站越來越多的出現(xiàn)在城市的各個角落之際，電力維護部門對變電站高效維護、統(tǒng)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科技發(fā)展趨勢的系統(tǒng)，來解決日常管理中出現(xiàn)的維護、工作操作等問題。
目前變電站通過常規(guī)的綜自系統(tǒng)已基本實現(xiàn)“四遙”功能，為變電站無人值班提供了一定的技術(shù)保證。隨著大批變電站的無人值班化，變電站的日常巡視與倒閘操作卻因各種客觀條件的制約，仍然沿襲著以往的傳統(tǒng)工作模式（即相關(guān)工作人員與管理人員必須到場到位），因此將通過一種新的技術(shù)手段來配合傳統(tǒng)的變電站綜合系統(tǒng)，來適應(yīng)目前電力生產(chǎn)組織模式。從而提高勞動生產(chǎn)率，降低人力物力成本。而網(wǎng)絡(luò)攝像機的崛起，剛好滿足這些功能。它能適應(yīng)各類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運營級別要求的穩(wěn)定運行特性、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)狀態(tài)管理要求的可管控特性、滿足用戶對各類平臺設(shè)備廠家自由選擇的開放兼容特性，等等。
經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)對變電站現(xiàn)場狀況的監(jiān)測，基本只針對某個獨立單元系統(tǒng)，如電氣指標監(jiān)測，電視監(jiān)控、絕緣在線監(jiān)測、防火防盜監(jiān)控等，并上傳至局生產(chǎn)管理部門。這些僅僅依靠某一、二項監(jiān)測結(jié)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)管理人員實時、全面地掌握變電站的現(xiàn)場狀況，更不能依靠某一項監(jiān)測結(jié)果對現(xiàn)場進行及時處理，令已經(jīng)投入的監(jiān)測系統(tǒng)不能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，導致事倍功半。即便安裝了較多項目的監(jiān)測系統(tǒng)，但各個系統(tǒng)互不兼容，操作繁瑣，往往集成度不高，一樣達不到理想的監(jiān)測效果。
一、電力傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)存在的難點問題
電力網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)、電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(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，這些都促進了安全防范領(lǐng)域在電力行業(yè)的新應(yīng)用。同時隨著智能電網(wǎng)成為奧巴馬新能源政策的重要內(nèi)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(yīng)速度，將“智能電網(wǎng)”上升到戰(zhàn)略層面，提出加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的建設(shè)必將顯著提高電網(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(shè)備的綜合利用效率。
1、實時數(shù)據(jù)無法共享，機房分布廣泛。
當前的電力監(jiān)控系統(tǒng)因地域分布廣，而發(fā)電機及其輔助設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)采集，環(huán)境數(shù)據(jù)等隨著電廠信息化建設(shè)的發(fā)展，實時數(shù)據(jù)的共享更加顯得迫切。
2、無法實現(xiàn)遠程辦公，無法及時了解設(shè)備運行狀態(tài)以及機房環(huán)境，無法及時排除設(shè)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(tǒng)的很多機房都處于無監(jiān)控狀態(tài)，電力通訊安全存在非常大的隱患，所以多數(shù)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(jiān)視非常困難。變電站的生產(chǎn)管理不斷地發(fā)展，“無人值班”，“遠程辦公”的管理模式將是變電站信息化建設(shè)的必由之路。而傳統(tǒng)的模擬攝像機一直使用傳統(tǒng)的的監(jiān)控技術(shù)加上視頻編碼器實現(xiàn)遠距離的視頻傳輸，技術(shù)上并不滿足遠程辦公的需求，無法進行遠距離的監(jiān)控和靈活性的操作控制。而鋪設(shè)路線繁多，施工復雜。且監(jiān)控圖像一般只能在控制中心醒看，同時要實現(xiàn)系統(tǒng)需要鋪設(shè)大量的視頻線、控制線和電源線，帶來了人力和物力上的巨大開銷。，
3、系統(tǒng)存儲實時數(shù)據(jù)困難
監(jiān)控系統(tǒng)由于受建設(shè)時期計算機技術(shù)的制約，存儲空間有限，無法將更多的實時數(shù)據(jù)存為歷史數(shù)據(jù)，更不用說更高層次的分析和應(yīng)用。而變電站的生產(chǎn)需要大量生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析利用，將大大地提高變電廠的優(yōu)化水平，是企業(yè)一筆珍貴的財富。而系統(tǒng)監(jiān)控點位的存儲容量的擴充都較為復雜，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)工程使用DVR作為視頻存儲的設(shè)備。隨著監(jiān)控系統(tǒng)在電力生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用，重復操作每一臺DVR，且構(gòu)成DVR系統(tǒng)功能簡單已經(jīng)經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)的監(jiān)控需求。在實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)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)化運行以及運行績效考核等功能。此時實時數(shù)據(jù)的保存、分析和應(yīng)用顯得越來越重要。
4、普通攝像機圖像質(zhì)量已不能滿足遠程監(jiān)視的要求
模擬攝像機經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換后，圖像質(zhì)量受損，模擬信號長距離傳輸，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，無法滿足更高清晰度、更高分辨率的監(jiān)控要求。視頻信號動態(tài)范圍較小，難以滿足各種特定應(yīng)用的需求，比如低噪聲、寬動態(tài)、高幀率等需求；無法實現(xiàn)分發(fā)、長距離傳輸、共享等需求。
5、安全隱患，無人值守變電站由于無法保證現(xiàn)場安全
變電站的安全無法及時保證。由于機房分布廣，周圍環(huán)境復雜且無人值守，機房的安全問題就顯得比較突出，必須解決防火、防盜、防水等安全問題，保障設(shè)備的運行安全。
二、變電站監(jiān)控的應(yīng)用需求分析
針對電力行業(yè)變電站的監(jiān)控應(yīng)用的基本需求并充分考慮其特殊需求，結(jié)合當前IP監(jiān)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(jù)漢邦高科網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在應(yīng)用行業(yè)中的工程實施經(jīng)驗，基于IP網(wǎng)絡(luò)攝像機在電力變電站監(jiān)控系統(tǒng)解決中應(yīng)用需求分析。
由于在電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，前端的視音頻信號通過視頻服務(wù)器編碼壓縮成IP數(shù)據(jù)包，會同前端數(shù)據(jù)信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接口進入IP網(wǎng)絡(luò)，因此，包括監(jiān)控中心的系統(tǒng)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，通過權(quán)限控制的方式可以實現(xiàn)對前端變電站的無級監(jiān)控。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用就彌補了無人值守變電站的防火和防盜問題。使變電站的運行生產(chǎn)更加穩(wěn)定和可靠。下面是對變電站監(jiān)控系統(tǒng)的主要需求：
1、實時監(jiān)視
實現(xiàn)對變電站區(qū)域內(nèi)場景情況的遠程監(jiān)視、監(jiān)聽；
監(jiān)控主控室、高壓室、電容器室、獨立通信室等環(huán)境；
監(jiān)視變電站內(nèi)隔離開關(guān)和接地刀閥的分和狀態(tài)。
監(jiān)視設(shè)備運行情況，主變壓器和各主變風扇的運行情況
監(jiān)視對各出入口實時情況；機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，如：供配電系統(tǒng)、UPS電源、溫度、濕度采集、空調(diào)、保安門禁系統(tǒng)等的運行狀態(tài)。
2、事故追憶
通過IP包括監(jiān)控中心、電力MIS網(wǎng)上的任意監(jiān)控終端，通過網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標準IE瀏覽器，可實時監(jiān)視同一變電站或多個變電站的所有圖像信息能方便的進行事故追憶，用于幫助技術(shù)人員查看事故發(fā)生時變電站的狀況，從而盡可能地避免事故再次發(fā)生。
3、現(xiàn)場操作指示
變電站的各種操作要嚴格遵守操作規(guī)程，如果操作不當，將會造成危害。但是變電站的各種操作比較繁瑣，因此必須結(jié)合相應(yīng)的保證措施，將誤操作的可能性降低到最小。監(jiān)視系統(tǒng)的遠程實時監(jiān)視功能，可以實現(xiàn)值班人員對遠方變電站操作人員的操作進行指導，如果發(fā)現(xiàn)不正確的操作，并能通過監(jiān)控或電話、手機及時提醒操作人員，從而確保操作的萬無一失。
4、安全防范
通過使用各種傳感器，如煙感傳感器、紅外微波探頭、門禁傳感器等，在感應(yīng)到有安全隱患時，將收到報警信號及時傳給調(diào)度中心，以做出相應(yīng)處理。
5、遠程監(jiān)控和管理的要求
電力系統(tǒng)內(nèi)各種生產(chǎn)設(shè)備類型復雜，地域分布廣，人工維護困難。同時，為適應(yīng)減員增效和現(xiàn)代化管理的要求，對監(jiān)控系統(tǒng)在可靠性、易用性及易維護性上，尤其對遠程監(jiān)控方面提出了更高的要求。
6、多功能監(jiān)控的要求
電力行業(yè)的遙視要求能夠在現(xiàn)有的電力信息網(wǎng)如：LAN、Internet、Intranet網(wǎng)絡(luò)上對各變電站的實時圖像、照度、溫度、聲音等進行監(jiān)控,可進行調(diào)用錄像同時應(yīng)包含聲音,同時對監(jiān)控內(nèi)容的事件進行有效的報警處理，以實現(xiàn)變電站真正的無人值守提供了安全技術(shù)保障。
7、數(shù)字化的要求
現(xiàn)在隨著網(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(yīng)用得到廣泛普及。高速寬帶主干網(wǎng)的建成和各地區(qū)高速接入系統(tǒng)的迅速發(fā)展，促進了基于IP技術(shù)的各種視頻通信應(yīng)用,對于已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)字化應(yīng)用的電力系統(tǒng)來說，其計算機網(wǎng)絡(luò)資源相對較豐富，結(jié)合當前視頻監(jiān)控數(shù)字化發(fā)展的趨勢，建設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)。在電力安全監(jiān)控系統(tǒng)中將是一種趨勢。
三、IP網(wǎng)絡(luò)攝像機對變電站監(jiān)控中的應(yīng)用優(yōu)勢
針對電力行業(yè)變電站監(jiān)控應(yīng)用的基本需求并充分考慮其特性需求，結(jié)合當前監(jiān)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、實時圖像監(jiān)控
通過網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標準IE瀏覽器，可實時監(jiān)視同一變電站或多個變電站的所有圖像信息，能夠?qū)Ω髯冸娬?所的有關(guān)數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，實時、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應(yīng)，適應(yīng)電力行業(yè)需要。操作人員能對任一攝像機進行控制，實現(xiàn)對攝像機視角、方位、焦距、光圈、景深的調(diào)整；對于帶預置位云臺，操作人員能直接進行云臺的預置和操作；若同一點位的實時畫面與標準畫面發(fā)生出入時，則按既定策略與出入程度進行告警，并將告警信號回傳至主站端，從而達到邊界防護目的。
2、設(shè)備巡視
通過IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭所預設(shè)的點位信息快速定位并指向該設(shè)備，以了解并掌握設(shè)備狀況。并結(jié)合無人站運行管理的要求，按常規(guī)巡視路徑和各類標準化巡視卡的要求，預設(shè)多個攝像頭的自動聯(lián)動策略，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?zhèn)鹘y(tǒng)的人員必須到現(xiàn)場的設(shè)備巡視方式，并遠程地完成現(xiàn)場重點設(shè)備與重點部位的相關(guān)情況采集（如主變重要部位外觀、PT、CT油位及是否有漏油情況等）。
3、語音功能
本地變電站和監(jiān)控中心值班員工作站之間，不同的監(jiān)控終端用戶之間，可以實現(xiàn)基于IP的語音功能，包括：實時的語音半雙工對講及語音廣播功能；變電站端場景錄音；與站內(nèi)的維護操作人員對講機進行遠程對講。
4、集中管理，便于維護
通過使用IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，極大的簡少了監(jiān)控系統(tǒng)中可能涉及的設(shè)備種類和數(shù)量，它完全取代了模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻矩陣、切換器、畫面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實現(xiàn)的功能，不僅減少了調(diào)試設(shè)備的施工周期，同時較少設(shè)備的使用，可提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少日后維護設(shè)備的難度。
5、本地及遠程控制
本地變電站或遠程的任意監(jiān)控終端，通過網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標準IE瀏覽器，可控制變電站的云臺、鏡頭等監(jiān)控設(shè)備，布防/撤防設(shè)置，變電站現(xiàn)場照明等設(shè)備控制；也可以按照事先軟件設(shè)置的聯(lián)動策略，對變電站報警觸發(fā)執(zhí)行一系列的控制程序。
6、成本優(yōu)勢
傳統(tǒng)模擬攝像機需要鋪設(shè)視頻線、電源線和控制線，在變電站這樣的特殊環(huán)境中，各種傳輸線會受到變電站的交變電場引起的電源或磁場的干擾，從而使監(jiān)控系統(tǒng)受到干擾。鋪設(shè)線路繁多，施工復雜當前的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機、視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機等組成，各系統(tǒng)間由視頻線、控制線纜等連接。本地圖像監(jiān)控系統(tǒng)一般采用模擬方式傳輸，多采用視頻電纜(少數(shù)采用光纖)，傳輸距離不易太遠，主要應(yīng)用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控，且監(jiān)控圖像一般只能在控制中心查看。同時要實現(xiàn)系統(tǒng)需要鋪設(shè)大量的視頻線、控制線和電源線，施工復雜，成本較高。通過使用IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，極大的簡少了監(jiān)控系統(tǒng)中可能涉及的設(shè)備種類和數(shù)量，它完全取代了模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻矩陣、切換器、畫面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實現(xiàn)的功能，不僅減少了調(diào)試設(shè)備的施工周期，同時較少設(shè)備的使用，可提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少日后維護設(shè)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(jiān)控、報警管理、動環(huán)數(shù)據(jù)采集、門禁管理、綜合聯(lián)網(wǎng)、分布/集中存儲等系統(tǒng)功能有機的結(jié)合起來，做到既可以遠程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸，又具備動力環(huán)境的整體監(jiān)控，并且具有通常聯(lián)網(wǎng)報警網(wǎng)絡(luò)的功能、門禁管理人員出入控制功能等，這些功能的完美結(jié)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(tǒng)運行穩(wěn)定，將變電站安全防范技術(shù)提升到新的水平，這已成為當前無人值守變電站發(fā)展的主要方向。變電站，涉及視頻、動力、環(huán)境、報警、門禁系統(tǒng)，只需要一套軟件，一臺主機，就可以實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)里的所有設(shè)備的監(jiān)控管理。解決了市場上不少廠家的無人值守變電站視頻、動環(huán)、門禁、報警系統(tǒng)需要多臺主機，幾套軟件才可以實現(xiàn)管理的窘境，真正實現(xiàn)了多系統(tǒng)的綜。
四、結(jié)束語
企業(yè)變電站安裝IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)后，可以利用計算機對變電站的各種動態(tài)參量加以組織分析，再以數(shù)據(jù)，圖表，色彩及音響等形式形象直觀地呈現(xiàn)在值班人員面前。借助于該系統(tǒng)，值班人員能提前發(fā)現(xiàn)事故隱患，作到防患于未然。萬一發(fā)生事故也能迅速找出事故原因，及時處理縮短停電時間減少經(jīng)濟損失。還可對有限的電力資源合理分配使用，為科學管理，經(jīng)濟調(diào)度提供理論依據(jù)和現(xiàn)代化手段。
