光伏电站远程视频监控系统解决方案.doc

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1、光伏电站远程视频监控系统解决方案光伏电站远程视频监控系统解决方案 目 录 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 1 页 第 1 章 概况.5 1.1 项目背景.5 1.2 需求分析.5 1.3 设计目标.5 1.4 设计原则.6 1.5 设计依据.7 第 2 章 系统总体设计.9 2.1 设计思路.9 2.2 系统结构.10 2.3 系统组成.11 2.3.1 站端系统.11 2.3.2 传输网络.11 2.3.3 主站系统.11 2.4 功能设计.11 2.5 系统特点.13 2.5.1 高清监控技术.13 2.5.2 专用平台软件.13 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 2 页 第 3

2、 章 站端系统设计.15 3.1 站端概述.15 3.2 H-DVR.15 3.3 站端摄像机.17 3.4 管理服务器.18 3.5 配套设施.18 3.5.1 安装方式.18 3.5.2 补光灯.19 3.5.3 防雷.19 3.5.4 抗干扰.20 第 4 章 传输网络设计.22 4.1 系统网络.22 4.2 站端网络.22 4.3 主站网络.22 第 5 章 主站系统设计.23 5.1 主站概述.23 5.2 硬件设备组成.23 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 3 页 5.2.1 服务器.23 5.2.2 管理服务器.24 5.2.3 解码设备.24 5.2.4 存储设备(选配

3、).25 第 6 章 平台软件设计.27 6.1 平台架构.27 6.1.1 基础开发平台.28 6.1.2 平台服务.28 6.1.3 业务逻辑子系统.28 6.1.4 应用系统.28 6.1.5 Web Service 接口.28 6.2 平台特点.28 6.3 平台运行环境.29 6.3.1 操作系统.29 6.3.2 数据库.29 6.4 平台模块.29 6.4.1 服务模块.30 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 4 页 6.4.2 应用模块（客户端）.32 6.5 平台功能.33 6.5.1 特色功能.33 6.5.2 基本功能.33 6.5.3 扩展功能.38 6.6 平台性

4、能参数.40 第 7 章 产品介绍.41 7.1 DS-9016HF-SH（混合型网络硬盘录像机） .41 7.2 DS-2AF1-613X（6 寸高速智能球机）.43 7.3 DS-2DF1-572（130 万像素 5 寸网络高清智能球机） .46 7.4 DS-6401HD（高清解码器）.49 7.5 IS-VSE2056（服务器）.51 7.6 IS-VSW2126（二层交换机）.52 7.7 DS-A1016R（网络存储设备） .53 7.8 VOSTRO 260MT（工作站）.54 7.9 ER3100（企业级 VPN 路由器）.55 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 5 页 图

5、 表 图表 1 光伏电站远程视频监控系统拓扑图.10 图表 2 站端系统拓扑图.15 图表 3 灯光控制示意图.19 图表 4 主站系统拓扑图.23 图表 5 电力行业平台软件架构层次图.27 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 6 页 第 1 章 概况 1.1 项目背景 目前中广核太阳能开发有限公司在建太阳能项目有甘肃 敦煌项目，青海锡铁山项目，宁夏青铜峡项目，西藏桑日 项目，计划于 2020 年建设规模为 300 万 KW，建设考虑五年 内建设 20 个太阳能电站的规模。 光伏电站大都地处人烟稀少、环境恶劣的地区，给维护 管理带来了诸多不便。电力“四遥”功能（遥控、遥信、 遥测、遥调）的

6、普及，使无人值守模式在各地电力系统得 到大力推广，为电力部门节约了人力资源，提高了管理效 率，提升了经济效益。 当电站设备需要保养或发生故障时，工作人员才会到现 场。因此针对无人场所的盗窃案件时有发生，由带电设备 引发的火灾也屡见不鲜，防盗、防火成了安全工作的重中 之重；同时监控中心还需实时掌握电站设备的现场运行情 况。 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 7 页 根据公司发展的需要，需在公司总部设一图像监控中心， 用于对公司各个太阳能电站内进行联网视频监控。 1.2 需求分析 根据我们对电力系统现状的调研及对光伏电站的理解， 需求分析如下： 1) 实现北京总控中心对各地光伏电站的联网监控；

7、 2) 光伏电站地处四省，以往建立电力专网的方式不太现 实，只能依托运营商线路组建监控网络； 3) 除了总控中心的工作人员，部分负责人也需在办公室 对现场进行管理； 4) 视频监控系统用于安全防范，毕竟作用有限，需与生 产管理（EMS 系统、会议电视系统）紧密结合。 1.3 设计目标 我们将建立一套适应光伏电站联网监控需求的现代化综 合监控系统，对运行、业务、设备等进行统一、集中管理， 实现以下目标： 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 8 页 1) 依托运营商的线路建立稳定的监控网络； 2) 北京总控中心集中统一管理所属光伏电站的视频监控 系统； 3) MIS 网内用户可以通过授权访问光伏

8、电站的视频资源； 4) 视频监控系统可与总控中心 EMS 系统进行对接，获 取远动信息进行联动，实现电网调度的可视化。 5) 系统具有开放性，会议电视系统可以调用相关视频。 1.4 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 合监控系统，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： 可靠性可靠性 系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 9 页 统，才能发挥有效的作用。本方案从系统设计理念到系统 架构的设计，再到产品选型，都

9、将持续秉承系统可靠性原 则，均采用成熟的技术，具备较高的可靠性、较强的容错 能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。同时系统 的使用不能影响站内被监控电气设备的正常运行。 先进性先进性 在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和 设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，包括先进的 传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存储 技术、控制技术，另一方面使系统具有强大的发展潜力， 设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后 期升级的可延续性。 扩展性扩展性 系统应充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相 关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性 和互通互联，并充分

10、考虑与其它系统的连接；在设计和设 备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 10 页 采用模块化结构，便于系统扩容、升级。系统加入新建变 电站时，只需配置站端系统设备、建立和上级调度的连接， 在管理平台做相应配置即可，软硬件无须做大的改动。 经济性经济性 整个系统的设计要在满足功能、性能要求的前提下，使 系统的建设费用降低。即充分利旧，在原有系统基础上进 行改造升级，采用合理的网络结构、选用性能价格比优的 设备，以最低成本来完成网络的建设。 易管理性、易维护性易管理性、易维护性 系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与 维护，人机对话界面

11、清晰、简洁、友好，操控简便、灵活， 便于监控和配置；采用稳定易用的硬件和软件，完全不需 借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知 识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。 安全性安全性 综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在站端采用 完善的安全措施以保障站端设备的物理安全和应用安全， 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 11 页 在站端与监控中心之间必须保障通信安全，采取可靠手段 杜绝对站端设备的非法访问、入侵或攻击行为。数据采取 站端分布存储、监控中心集中存储管理相结合的方式，对 数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应 急响应和日志记录。 1.5 设计依据 所有设

12、备的设计，制造，检查，试验及特性除本规范中 规定的特别标准外，都应遵照适用的最新版 IEC 标准和中 国国家标准（GB）及电力行业（DL）标准，以及国际单位 制（SI）等相关的行业标准规范。 1) 电力系统设计方面：电力系统设计方面： 电力系统实时数据通信应用层协议 （DL 476-92） 远动终端设备 （GB/T13729-2002） 2) 安防视频监控系统设计方面：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） 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 12 页 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB5019

13、8- 94) 工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87） 安全防范系统通用图形符号 （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） 3) 视频监控图像质量方面：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

14、量主观评价方法 （GB7401-1987） 4) 视频系统网络设计方面：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/T 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 13 页 17963） 计算机信息系统安全 （GA 216.11999） 计算机软件开发规范 （GB8566-88） 5) 视频系统工程建设方面视频系统工程建设方面 智能建筑设计标准 （GBT503142000） 安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94） 安全防范系统验收规则(GA308-2001) 安全防范工程技术规范(GB 50348-2004) 电子计算机机房设计规范(GB50174-93） 建筑物防雷

15、设计规范(GB50057-94) 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343- 2004) 安全防范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) 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 14 页 第 2 章 系统总体设计 2.1 设计思路 光伏电站远程视频监控系统是集硬件、软件、网络于一 体的大型远程视频监控系统，以电力行业平台软件 iVMS- 8800 为核心，在北京总控中心实现对各地光伏电站的全方 位管理。 因本项目需监控的光伏电站地处四省，同时需考虑五年 内还将建设 20 个光伏电站，遍布中国太阳能资源丰富的区 域，以往电力系统或

16、地市级联网项目中采用电力专网的方 式不适用于本项目。 考虑到整个视频监控租借专线的费用较高，将采用专网 加公网形式，光伏电站到当地电信运营商服务器采用专网 形式，带宽为 24M，北京总部到当地电信运营商服务器采 用专网形式，带宽为 1020M，其余全部采用公网。 各地电站的分控中心可对现场进行实时监控，便于及时 发现情况，大大减轻工作人员的工作量；北京总部的视频 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 15 页 监控中心可定期对现场进行远程巡检，从而掌握现场情况。 用户可通过 C/S、B/S 方式模式进行实时监控，C/S 方式功 能强大，需要安装软件；B/S 方式操作方便，直接采用浏览 器访问。

17、平台软件按照业务需求对监控资源进行逻辑划分， 按照用户等级进行授权，并根据不同授权获得相应信息。 视频监控系统还需接入电力 MIS 网，供相关职能部门及 远程调度监控中心的用户使用，有效利用带宽资源，避免 重复建设。用户根据授权可实时预览、云台控制并对视频 录像进行检索、回放和下载，并与 EMS 系统进行系统关联， 实现电网调度的可视化。为了充分体现资源的共享性，还 可供会议电视系统调用，而无需额外建设投资。 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 16 页 2.2 系统结构 图表 1 光伏电站远程视频监控系统拓扑图 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 17 页 2.3 系统组成 光伏电站远程

18、视频监控系统由站端系统、传输网络、主 站系统这三个相互衔接、缺一不可的部分组成。 2.3.1 站端系统 站端系统主要由前端摄像机、H-DVR（模数混合 DVR） 、 管理服务器、网络设备组成，主要负责对站内视频信息进 行采集、编码、存储及上传。 H-DVR 可按需接入站内入侵报警系统、火灾报警系统的 开关量报警信号，并在设备内配置联动规则，一旦收到报 警信号，能自动执行联动预案。同时 H-DVR 还可接受总控 中心平台下放的联动指令进行自动化联动。 2.3.2 传输网络 光伏电站远程视频监控系统承载于运营商网络，采用专 网加公网形式，光伏电站到当地电信运营商服务器采用专 网形式，北京总部到当地

19、电信运营商服务器采用专网形式， 其余全部采用公网。 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 18 页 光伏电站内采用局域网通信，北京总控中心的局域网用 户可通过企业 MIS 网，对现场进行实时监控。 2.3.3 主站系统 主站部署在北京总部的视频监控中心，可管理下属光伏 电站的所有设备，接收由所辖电站上报的信息，满足主站 用户视频预览、云台控制、录像回放等需求。 2.4 功能设计 随着电网调度信息化建设的不断深入，远程视频监控系 统除满足原有基本功能外，被赋予了许多新的要求。系统 应具备如下功能： 实时视频监视 通过视频监视可以实时了解电站内设备的信息，确定升 压变、断路器、刀闸、并网逆变器、太

20、阳电池组件、交流 电网的低压配电室的运行状态，以上信息通过电力 EMS 遥 测、遥信功能都有采集，但没有视频监控可靠清晰。视频 监视的范围还包括电站户外设备场地和主要设备间，主站 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 19 页 能了解监控场地内的一切情况。 远程控制 通过客户端和浏览器可对所辖电站的任一摄像机进行控 制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦，并对 摄像机的预置位和巡航进行设置控制应具有唯一性和权限 性，同一时间只允许一个高权限用户操作。除了控制站端 摄像机外，还可通过 H-DVR 输出开关量控制灯光等系统。 系统联动 通过 H-DVR 和平台软件可以对各子系统进行关联

21、：当 入侵报警系统、火灾报警系统设备被触发时，有预置功能 的摄像机还能自动转到预置点，按需设置联动录像功能； 预设的报警能弹出窗口，并配合电子地图显示；还可以与 EMS 进行互联，操作时可以联动相应位置的摄像机，对整 个电网调度过程进行全程管控。 录像回放 对监控视频进行实时存储，记录告警前后的现场情况， 记录电站内设备操作、事故检修过程；通过网络调用回放 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 20 页 录像，提供事故发生时的资料，为事故分析和事故处理提 供帮助，并为事故处理和标准化作业教学提供宝贵的资料。 配置维护 能对 H-DVR 进行校时、重新启动、修改参数、软件升 级、远程维护等功能。

22、H-DVR 及摄像机提供远程访问功能， 管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提 高的设备维护效率。 B/S 方式访问 MIS 用户通过 B/S（Brower/Server）方式访问站端系统， B/S 方式采用标准的 HTTP 协议，具有很强的开放性和兼容 性，完全能融合在企业 MIS 中。通过标准的 IE 浏览器，领 导和值班人员可根据不同的权限对站端系统进行配置及控 制，操作界面全部为中文可视化界面，使用非常方便。 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 21 页 2.5 系统特点 2.5.1 高清监控技术 现有的视频监控系统，主要功能是记录事件的经过，在 更多关键细节上做的还不够

23、。随着视频监控技术的高速发 展，用户对于视频监控产品的要求也在不断提高， “让我们 看得更清楚”是许多用户提出的一个非常迫切的需求。在 视频监控产品经历了模拟时代、数字时代、网络时代的发 展后，现在已经逐步走入了高清时代，高清监控已成为未 来安防行业主要发展技术之一。 关于“高清”的定义，最早来源于数字电视领域，美国 电影电视工程师协会提出了高清电视（HDTV）标准，分辨 率需达到 720p 以上。安防行业内部对于高清没有成文的标 准，模拟摄像机超过 480 线就宣称为高清，经数字编码后 分辨率可以达到 D1 或 4CIF；当 IP 摄像机出现后，分辨率 满足 720p 才能称为高清。完整的高

24、清方案需要前端、平台、 传输、存储、浏览、显示等各环节都满足高清标准。 高清视频监控相比标清视频监控具有明显的技术和应用 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 22 页 优势： 图像清晰度更高，在电站的一些重要监控点（重要仪 表的监视） ，应采用高清摄像机可以获取高清晰度的 监控画面，能更清楚地呈现仪表读数。 高清监控技术的采用，使场景覆盖范围更广，减少单 位面积监控点的数量，可以提高监控效能，减少设备 投资。 使细节更清晰，大大提高智能视频分析的精度，有利 于图像识别和智能视频分析的应用。 比较高清监控和标清监控后，为了使远程视频监控系统 更好的为可视化管理服务，用户对高清监控提出了迫切的

25、需求，如在电站内看清被监控设备的细节（闸刀是否可靠 合闸）是很重要的。网络高清球机的使用可以大大提升综 合监控系统的应用价值。 2.5.2 专用平台软件 电力系统由于前端变电站数量庞大，一般都分布在多个 地域，单级系统的部署已不能满足要求，需采用多服务器 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 23 页 分布部署甚至多级级联的方式来实现。 海康威视电力专用平台软件 iVMS-8800，是我们根据电 力系统的行业特点开发而成。软件可以支持超大规模的部 署，能满足电力系统多级监控的应用需求。软件采用模块 化构建方式，可应需裁剪；采用 Web Service 作为对外的服 务接口协议，方便二次开发商集

26、成；方便的增值业务集成； 统一的平台内部协议；统一的部署和管理。 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 24 页 第 3 章 站端系统设计 3.1 站端概述 站端系统主要由前端摄像机、H-DVR（模数混合 DVR） 、 管理服务器、网络设备组成，以 H-DVR 为核心，主要负责 对站内视频信息进行采集、编码、存储及上传。 图表 2 站端系统拓扑图 3.2 H-DVR 站端系统以 H-DVR 为核心，H-DVR 通过 BNC 接入模 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 25 页 拟摄像机，通过以太网接入 IP 摄像机并进行管理。除了视 频信号，设备可通过开关量输入入侵报警、火灾报警信号， 通过

27、开关量输出灯光控制信号。H-DVR 接收子系统上传的 视频及报警信息，并进行处理、上传，工作人员可通过客 户端向 H-DVR 发送一系列的控制指令。 1) 技术介绍 本方案采用了海康威视 DS-9000 系列 H-DVR（模数混 合 DVR） ，兼容模拟摄像机和 IP 摄像机，还支持网络高清 摄像机的接入管理。它既可作为 DVR、混合 DVR 或 NVR 进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系 统。 2) 主要功能 支持对电站内 IP 摄像机实现接入管理，并可存储录 像在本地，不同通道可设定不同的录像保存周期；支 持 VGA/HDMI、主辅视频及辅助视频端口的本地输 出； VGA

28、最高分辨率可达 1280*1024，HDMI 分辨率最高 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 26 页 可达 1920*1080 支持 1/4/9/16 画面预览，预览通道顺 序可调； 支持预览分组切换、手动切换或自动轮巡预览，自动 轮巡周期可设置；支持预览的电子放大； 可屏蔽指定的预览通道； 支持视频移动侦测、视频丢失检测、视频遮挡检测、 视频输入异常检测； 支持视频隐私遮盖； 支持多种主流云台解码器控制协议，支持预置点、巡 航路径及轨迹； 云台控制时，支持鼠标点击放大、鼠标拖动跟踪功能。 根据入侵报警、火灾报警系统输出的报警开关量，实 现报警联动：报警信息上传中心、触发报警开关量输 出、

29、调用预置位、启动报警录像等； 根据主站平台下发的联动指令，与 EMS 系统实现联 动，当进行电网调度操作时自动调用该区域内摄像机 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 27 页 的预置位，监视设备是否正常动作； 支持 NTP（网络对时）协议、SADP（自动搜索 IP 地 址）协议、SMTP（邮件服务）协议、NFS（接入 NAS）协议。 3) 数量配置及存储计算 每个光伏电站初步计划安装 2025 路摄像机，以每个站 端最大 25 路、其中 5 路为 720P 高清考虑，需接入 30 路 D1 视频。 因 DS-9016HF-SH 支持接入 8 路模拟标清摄像机+16 路 IP 标清摄像机（或

30、16 路模拟标清摄像机+8 路 IP 标清摄像 机） ，共 24 路 D1 视频，每个站端需配置 2 台 DS-9016HF- SH，平均每台接入 15 路 D1 视频。 视频图像存储空间计算公式：每个前端存储总容量(GB) 【视频码流大小(Mb)60 秒60 分24 小时存储天数 /8】/1024。 以一路视频图像在 7 天、15 天、30 天所需要的占用空 间估算如下： 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 28 页 存存 储天数储天数 视频规格视频规格 7 天15 天30 天 1280*720(HD720P)， 4Mb 码流（最佳显 示效果） 295.31632.811265.63 72

31、0*576(D1)， 2Mb 码流（最佳显 示效果） 147.66316.41632.81 电站内的视频很多需连续存储 30 天，以 15 路 D1 接入 为例，根据计算得出需要 9492GB，实际配置时还需要考虑 格式化开销，每台建议采用 6 块 2TB 硬盘。 3.3 站端摄像机 站端摄像机是整个远程视频监控系统的视频信号源，主 要负责对全站主要电气设备、安装地点及周边环境进行全 光伏电站远程视频监控系统解决方案 第 29 页 天候的视频监视，同时能与其它子系统进行报警联动，满 足生产运行对安全、巡视的要求。 站端摄像机的监控范围大小、视频采集质量将影响整个 视频监控系统的质量，应结合电站实际监控需要选择合适 的产品和技术方法，保障视频监控的效果。我们在选择摄 像机时可参考以下原则： 围墙监控可采用高速球机，越界报警联动平台弹视频 窗口时，由于围墙范围广，便于联动预置位及时看清 可疑目标。 全景监控（主控楼顶）可采用高速球机，实现大范围 监控的需要；