实用的电力系统遥视监控解决方案

1、变电站前端部分

变电站前端设备组成

变电站前端部分设备主要由嵌入式网络DVR、视频采集、报警输入/输出设备、变电站监控客户端等主要设备组成，主要完成图像、声音的采集、编码和传输、摄像机的控制和报警联动的输入/输出工作。在每个变电站室外场地安装2个或数个室外高速球机，它可以清楚地监视变电站场地内的人员活动情况、清楚地看见主变或其他室外设备的具体运行状况;在主控室安装一个或多个室内变速一体球机，可以清楚地看见人员设备情况，甚至可以清楚地看见仪表盘上的读数。在主控室、设备间、高压室等可以安装红外探测器、烟雾探测器等报警探头，预防监测各种意外情况。

变点站工作人员可以通过两种方式进行本地控制摄像机的镜头、云台设备：通过变电站监控客户端登录到调度监控中心的服务器或直接控制DVR的面板来进行操作。

1.1、数字监控主机单元

嵌入式网络DVR是系统中的核心设备，执行有关标准规范中所谓的站端视频处理单元的功能，主要包括：采集变电站各监控对象的视频图像和背景声音，经过压缩编码后上传到监控中心;在需要时，通过现场网络连接解码器，根据本地或监控中心操作发出来的命令控制视频切换、控制镜头聚焦、近景/远景、光圈调节，控制云台上下、左右和自动巡视动作;根据告警处理单元、报警探测器采集到的各种状态信息和报警信息，实现警视联动录像功能，自动启动告警照明灯、警铃等受控设备，自动以字幕、声光提示报警加以说明;与变电站相关自动化系统(即综合自动化系统或RTU、门禁系统等)互联互动，根据预先设定信息实现和所连接的自动化系统之间的联动;监控录像存储等。需要特别指出的是，由于嵌入式DVR的独特性能和强大功能，在变电站站端和监控中心之间网络带宽允许的情况下，它可以将变电站站端所有监控对象的视频图像实时上传到监控中心并同时显示。

1.2、外围摄像机监控设备单元

由于各变电站规模、电压等级、变电站形式(室内、室外)的不同，外围监控设备的类型、构成和组织结构，尤其是摄像点的布置和摄像机的类型数量差异较大，总体上以满足图像监控基本目标和要求为原则进行配置。应用于变电站监控的摄像机室内采用红外球形摄像机，室外采用智能高速球形摄像机。

1.3、报警管理单元

报警探测器包括烟感探头、温度探测感应探头、红外线光束对射探头等，用于监测变电站设备和环境的异常情况。所有报警探测器的告警限值可以通过软件设定。

报警探测器采集的节点告警状态最先经过告警处理单元的处理，并完成一些逻辑关系，以数据的形式通过RS232/485串口上传到嵌入式网络DVR并最终到达监控中心。在监控中心监控管理系统软件根据事先的设定程序，执行一系列关联操作，如对指定监控点图像进行录像，通过嵌入式网络DV启动变电站相关位点照明、控制一体化球形摄像机到相关预置位点等等。此外，变电站综合自动化系统也可以和变电站监控系统建立链接，将有关告警数据发送到监控中心，并由监控中心执行如上所述的处理程序。

1.4、其它辅助设备单元

变电站综合自动化系统及其它辅助设备

变电站监控前端可根据系统需要配备标准机柜放置站端设备，配备麦克风、喇叭等语音设备通过系统软件实施广播、对讲等功能，配备防雷设施、直流供电电源、不间断供电电源等等。

2、调度监控中心

调度监控中心示意图

为保证系统高可靠运行，调度监控中心的中心服务器采用动态按需转发方式，变电站前端至中心服务器和中心服务器至局域网用户都采用TCP方式连接，以保证数据传输可靠性。

调度监控中心的基本功能是完成所辖变电站图像的实时显示、控制、存储、管理等功能，其硬件系统主要由系统服务器、值班员工作站、网络接口设备、存储打印设备等组成。

1)系统服务器

监控中心设系统服务器，安装Windows操作系统以及监控系统管理软件，并根据需要配备大容量硬盘或外置存储设备。系统服务器作为监控中心的系统操作平台，主要负责接收、存储、分析、统计和查询远端变电站上传的视音频、告警、数据信号，同时执行系统管理功能，包括管理系统用户和设定用户权限、管理和配置系统设备、对报警信息进行联动处理、作为网络服务器管理网络用户和网络设备等等。

2)流媒体转发服务器

流媒体转发服务器实现流媒体数据接受及复制、分发及客户端控制命令的统一调度转发等功能。流媒体服务模块装有专门针对带宽在2M以下的VPN、WAN等广域网环境下的音视频传输而开发的网络视频管理软件，目的在于缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体转发服务器软件来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。别的相关单位，经授权后可访问流媒体服务器，通过我流媒体服务器的转发，进而实现对前端某个监控点的访问。

3)值班员工作站

值班员工作站可根据需要集中或分散地设在运行班组、保卫部门、安监部门或值班领导处，对于监控变电站数量较少的系统可将系统服务器兼做值班员工作站。值班员工作站安装Windows操作系统，通过IE浏览器或电力系统管理软件对下辖各变电站进行实时监控，包括：启停录像功能，控制摄像机动作，控制雨刷、照明开关和变电站其他控制操作动作;显示系统和各变电站电子地图，显示布防和撤防状况和进行布防和撤防;对监控画面进行各种分割显示、轮巡显示、全屏及缩放显示;监控设备工作状态，自动生成运行日志，自动进行维护管理;查询报警状况和记录，历史录像记录和管理;打印输出实时的和历史的各种数据、报表、图像等功能。

4)其它设备

监控中心可根据系统需要增设音响、话筒、不间断供电电源等设备以及避雷器、隔离变压器等防雷抗干扰设备。

3、传输网络

信息传输对网络的基本要求是高速率、低延时、支持QoS以及资源动态分配。本系统采用快速以太网交换式网络，支持组播以及VLAN技术，是多媒体通信较为理想的网络支撑环境，在端与端之间建立了并行的传输通道，独享网络带宽，而不会发生任何冲突，大大降低了传输迟延，保证了QoS的质量。

各变电站到县调监控中心的信道利用中心与变电站之间的光纤，各变电站的图像数据信号上传至县调监控中心。

四、DVR电力监控系统综述

电力变电站监控系统基于嵌入式网络DVR硬件设备，并以系统管理软件为核心，执行强大的系统功能。

(一)、系统主要功能

由于在电力变电站系统中，前端的视音频信号通过嵌入式网络DVR编码压缩成IP数据包，会同前端数据信号经嵌入式网络DVR网络接口进入IP网络，因此，包括监控中心的系统服务器、值班员工作站、变电站本地工作站，网络上的任一台计算机终端，通过权限控制的方式可以实现对前端变电站的无级监控。

1、实时图像监视管理功能

1.1、多路画面同屏显示

监控中心、电力MIS网上的任意监控终端，通过系统管理软件或标准IE浏览器，可实时监视同一变电站或多个变电站的所有图像信息，可以同屏显示多路(1、4、9、16路)实时图像信息。多台监控终端可同时监视某一点图像信息，通信方式为IP单播或组播方式。

1.2、轮巡监视多路监控画面

监控终端可以轮巡监视多路实时图像信息，在设定的间隔时间内对系统内的所有监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同变电站的图像、同一变电站的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置。