电力遥视系统建设的现状与发 展
电力遥视系统建设的现状与发 展
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。
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。
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。
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。
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。
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QVR）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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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
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