电力遥视系统建设的现状与发展.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电力遥视系统建设的现状与发展.精品文档.电力遥视系统建设的现状与发展1 电力遥视系统应用背景目前变电站已实现了将生产现场的设备运行数据、状态传送到远方的调度(集控)中心,同时调度(集控)中心也可对现场设备进行控制和调节,这就是常称的“四遥”,即:遥测、遥信、遥控和遥调。随着无人值守变电站管理模式的推广和变电站自动化技术改造的不断深入,传统的“四遥”功能已不能满足变电站运行管理和设备维护的需要,这就需要在“四遥”基础上增加第五遥,即:遥视,遥视是对“四遥”的补充和完善,弥补了SCA2DA系统在监控方面的一些盲点。遥视系统综合利用了视频技术、计算机技术、通信技术和网络技术,将变电站内采用摄像机拍摄的视频图像远距离传输到调度(或集控)中心,运行管理人员可以借此对变电站电气设备的运行环境进行监视。2 遥视系统的技术发展过程遥视系统兴起于变电站,并在短时间内在集控站管辖范围内得到了飞速的发展。大部分遥视系统是将具有通信功能的安防系统复制到电力系统中,其发展过程可以分为以下几个阶段:第一代遥视系统:通信方式多采用电话拨号,主要应用的编解码技术为H1261 / MPEG - 1 /MJPEG,主流产品为PC插卡式编码器;第二代遥视系统:通信方式多采用E1 / ISDN专线,主要应用的编解码技术为H1263 / MPEG -4,主流产品为PC插卡式编码器或硬盘录像机;第三代遥视系统:通信方式多采用IP网络,主要应用的编解码技术为H1264,主流产品为嵌入式硬盘录像机。遥视系统大多采用通用的安防监视解决方案,其技术的发展主要随着网络、多媒体通信以及编解码技术的发展进行着技术升级,其核心产品也是随着安防产品的发展而进行更新换代。当前的遥视系统缺乏对电力系统自身行业需求的设计,在整个界面和功能设计上更多的是延续城市安防的风格,使用功能简单,系统应用效率低下。3 当前遥视系统现状及主要问题遥视系统的出现主要是为了配合无人值守变电站这一目标,遥视建设之初的目标是希望利用先进的信息化技术辅助“四遥”,以取代人员的现场巡视过程。但是当前的遥视系统在使用过程中基本上停留在对整个变电站环境的大体观测的层面上,这些功能包括:可以对变电站门口的出入人员进行监看;对主控室的工作人员监看;对于一次设备的场区、继电保护室、机械室等整体外观的监看;可以由值班人员通过监视器发现非法人员的进入;现场环境的非正常变化;以及重大事故时设备的外观明显变化等。以上变电站遥视系统实现的功能与遥视系统最初目标还存在着很大的差距。在实际使用中,安装了遥视系统的变电站并没有实现利用遥视系统取代或者减少人员的现场巡视这一目的。其原因主要是当前的遥视系统普遍采用市场上通用的安防监视系统,虽然能够满足遥视系统中的安全防范的需求,但由于安防技术并不是针对电力行业的遥视需求而量身定制的,所以在功能上和使用中无法完美地满足遥视最初设计时的要求。目前已经建设的遥视系统主要存在的具体问题如下。311 难以实现对一二次设备及其运行情况的监视目前的遥视系统在实际中没有实现对单一设备的监看。其原因有两个方面:(1) 摄像机无法采集到设备图像,主要原因是前端摄像机布点少或者摄像机布点不合理。(2) 单一设备的图像检索工作极其繁琐而且容易出错。即使在摄像头能够覆盖的区域,当希望观看某一具体设备时,如某一间隔上的某一个刀闸,操作人员在花费大量时间调整摄像头后,最终结果由于各个间隔一个接一个,根本无法仅凭图像信息确定当前看到的设备就是需要监看的目标设备,即使能够勉强看到,摄像头的位置和角度也不是最佳的。久而久之,工作人员对遥视系统的能力和作用产生怀疑,进一步造成遥视系统的使用率降低,这种恶性循环造成当前遥视系统在大部分情况下远远没有发挥其应有的作用。312 无法配合“四遥”等系统虽然遥视作为“四遥”的补充,但是当前遥视系统的建设基本上是作为一套独立的系统,并没有与其他“四遥”系统有任何整合。在集控中心的工作人员大部分时间是对综合自动化系统的报警进行监看,而遥视系统虽然也有专属的显示系统,但在平时,工作人员无法通过遥视系统相应地报警信息,来发现被监视设备在外观产生的异常。而当通过综合自动化系统发现设备状态产生变化时,也无法用遥视系统在第一时间定位到出现报警的设备上,配合综合自动化系统及时了解现场实际情况。313 传统组网方式无法胜任今后系统管理在传统的遥视系统网络中,由于监视对象相对集中,管理结构多为直接的监视中心与被监视对象的二级结构,即一个视频控制单元外接若干个监视摄像头后,进行本区域监视。因而在组建系统的时候更多强调的是监视本身的功能实现,包括早期以矩阵为核心的模拟矩阵系统,以及后来以数字硬盘录象机(DVR)为主的DVR 系统。这种解决方案虽然很好的完成区域内对前端变电站的远程监视功能,但这种以实现具体监视功能的单一产品作为组网核心的方式在规划中的多级网络架构下是不可行的。原因在于当这种系统架构的资源有限,对多层的网络结构、大量的前端设备以及使用人员的权限均缺乏有效的管理规划,会造成管理混乱。系统彼此之间无法实现统一的运行、管理模式。而且伴随着监控在电力行业应用的不断发展,现今以集控中心为核心的网络结构在将来会汇入到整个市、省一级的监控大网中,在这种情况下,如果没有一个统一的后台平台全面的进行规划、管理,现有系统将很难融合到更大型的网络中,从根本上无法实现建设一个变电站大型监控系统所要求的“统一资源、统一平台、统一管理和业务应用融合”,到时必然要进行重新规划,重复建设将难以避免。314 缺乏主动发现问题的能力遥视的目标除了配合“四遥”及时上传图像外,其作为独立的系统,拥有其他“四遥”所不具有的前端图像信息。通过这些信息可以远程掌握变电站的运行设备外观状况和运行环境状况,主动发现“四遥”发现不了的问题。但当前已经建设的遥视系统却没有赋予遥视系统独立发现问题的“头脑”,即图像智能分析功能去主动的发现,如:变电站的设备漏油、设备异物以及非法闯入等实际问题。315 相关产品缺少行业标准由于各站的遥视系统建设时间和选用产品不尽相同,这就为设备之间的互连带来非常大的困难。并且由于各监视系统不同,导致集控中心无法对不同厂家的产品进行统一管理,彼此的信息无法共享。并且将来随着新的系统加入,必然使问题更加严重。各个系统互相隔离封闭,造成了一个一个的“信息孤岛”。在同一个系统,甚至同一集控中心中存在多个视频管理系统,同时使用多个不同的软件系统进行操控,使得遥视系统的操作变得十分烦琐而复杂。4 未来遥视建设目标针对上面提到的问题,未来遥视系统应该从以下几个方面进行规划。(1) 专业性电力遥视系统不同于传统的安防监视,其根本原因是在于变电站的视频监视有很强的电力行业特色,前端一次设备数量众多,排列密集,排列方式相似,通过简单的鸟瞰很难进行区分。新一代的遥视系统应该通过整合布点策略、联动策略、GIS地图等关键技术,实现对现场设备快速直接的有效监视,大大提升遥视系统的价值。对设备的监视不同于对人员或者移动物体的监视,设备的监视实际上强调的是对关键点位的监视,以及在出现问题时的及时响应。在正常的工作状态下,设备外观通常没有任何明显变化,如果此时要求工作人员花大量的时间,对上传来的众多的图像进行长时间的实时观看是非常不合理的。这也是电力遥视系统不同于传统的应用在住宅小区或重点公共场所的安防监视系统的一个方面。电力遥视系统不同于传统安防监视的另一个重要特点是:现场被监视设备出现问题时很多时候会在第一时间反应在综合自动化等系统上,而不是遥视系统上,但这些系统本身却又不具有调看现场视频的功能。新一代的遥视系统应该通过与综合自动化等系统进行整合,充分利用遥视系统的图像特点,强调在设备发生问题或者状态产生变化时的迅速反应能力,包括系统报警灯闪烁,自动弹出相关现场图像,启动自动录像功能,记录报警信息等一系列措施,使工作人员能够在第一时间看到现场情况,并随时可以查阅完整的图像和文字资料。通过解决与变电站综合自动化等现有系统的整合问题,使遥视系统能够更加有机的结合到变电站自动化系统中,充分利用现有资源,最大限度的发挥其价值。(2) 灵活性新一代的遥视系统所有的核心功能设计应该采用模块化设计,对于不同的用户需要,可以自由地进行组合,用户仅仅需要按照其建设的规模和使用的要求选择相应的管理和功能模块。采用模块化的设计可以大大提高系统的经济性和灵活性,使遥视系统具有很好的针对性和性价比,并且带来更低的维修成本和升级成本。(3) 系统性遥视系统虽然在全国电力系统已经进行了广泛的建设,但建设标准却基本是空白,由于标准的缺失,造成以往的系统存在建设时间不同、选用厂家设备不同、建设规模不同和功能侧重点不同。这种现象十分普遍,甚至在同一个市级供电公司由于各个变电站建设时间的差异,产品也不同,这些差异就为今后的建设造成了很大麻烦。后期建设的系统面临无法兼容前期系统的问题,同时使用的不同厂家系统也很难被统一管理起来。新一代的遥视系统应该不再依赖前端编解码设备提供的简单设备管理功能,转而采用专有平台的设计理念,强调管理的必要性和专一性。在技术上力求实现将旧系统在同一平台下统一进行管理。在管理平台的设计上,新一代的遥视系统应该选择“积木式”的服务器组级联方式,以适应不同规模的系统建设,其网络结构发展趋势见图1。同时系统应充分考虑未来大型的网络建设,由于用户设备数量成倍增长所带来的系统管理难以协调、稳定性严重下降等问题。图1遥视系统网络结构发展趋势(4) 主动性传统的四遥和后来产生的遥视系统的一个核心价值就是由系统而不是工作人员及时有效地发现现场产生的问题。但传统的遥视系统在实际应用中,仅仅作为一个提供现场视频的辅助系统。由于前端设备众多,工作人员不可能同时观看5个以上的点位,再加上值班人员的其他工作任务,值班人员通过现场视频及时发现问题几乎是不可能的。希望通过远程值班的工作人员实时地观看以发现问题这一传统设计理念在现实应用中根本无法采用。新一代的遥视系统应该通过充分整合现有的图像智能技术,结合电力系统专家的意见,在充分了解现场设备可能出现的问题及位置的基础上,针对变电站场区容易出现的问题,如人员非法闯入和高压线路悬挂异物等一系列问题进行主动监视。使遥视系统具有主动发现问题的能力,从而大大提升系统价值。只有当系统具有主动发现问题的能力时,遥视系统才能够真正具有推行价值。(5) 易用性一套系统无论功能多么强大,系统多么复杂,如果对于用户来说,不能很方便地使用这些功能,那么必然大大降低系统的价值。传统遥视系统不能很好使用的一个重要原因就是缺乏对用户使用习惯的考虑。新一代的遥视系统应该在设计之初就在追求功能的强大,灵活的同时,将易操作性放在极为重要的位置。充分分析用户的操作习惯和操作逻辑以使遥视系统操作时更为简单和直观。在使用时将所有不必要的操作、配置均放在后台由系统独立完成。同时在界面布局上力求简单而主次分明,并且充分考虑电力系统的行业特色和使用习惯。系统在设计时可以采用面向用户的架构,即不同用户登陆后,其个人的大量配置应根据登陆信息自动匹配。5小结遥视系统作为传统四遥的一个补充,为远程值班人员提供了现场视频这一重要的信息,但当前遥视系统在电力行业的使用中远远没有发挥其自身具有的真正作用。其原因就在于对监看的使用上仅仅局限在一个整体环境的程度上,并且完全是一种被动监看的工作模式,自身不具备任何发现或者思考的能力。同时遥视系统在多年的建设过程中,缺乏统一标准,不同厂家、不同规模的系统各自独立工作,资源无法共享和统一管理。上述问题严重制约着遥视系统的发展,只有将遥视系统与综合自动化系统有机结合,并辅以图象分析、预置定位等技术,变电站遥视系统才能焕发生机。