视频联动技术在变电站智能巡检系统中的应用实践

夏水英 王一宁 赵 亮 鲍红艳

（咸宁供电公司，湖北 咸宁 437000）

视频联动技术在变电站智能巡检系统中的应用实践

夏水英 王一宁 赵 亮 鲍红艳

（咸宁供电公司，湖北 咸宁 437000）

本文提出了在视频监控基础上实现联动控制的变电站智能巡检系统。通过远程监控、智能视频分析和警视联动等方法实现视频与设备状态信息的联动、报警远程可视化监控联动、视频与倒闸操作的联动、视频监控和前端采集系统的联动等功能。该系统实现了变电站分散辅助巡检系统的集成联动，提高了变电站的管理水平和运行质量，真正实现了变电站的无人或者少人值守。

信息孤岛；视频监控；联动控制

随着智能电网建设发展步伐的加快，集成变电站的视频监控、设备状态和安防报警等信息是目前实现变电站集中管控的主要方式［1］。目前存在只能看到变电站的数字信息，不能全方位观察变电站实际运行和环境状况的现状。变电站智能巡检系统是综合利用变电站的基础资源，发挥其优势，通过应用原有的安防系统、变电设备在线监测系统等形成有效的联动控制，实现变电站设备状况远程、智能巡视。

传统变电站已有视频监控系统，多采用分散、独立组网方式建设、以本地应用为主，没有形成统一标准，系统间不能互联互通，形成了独立的“信息孤岛”，制约了业务应用共享视频信息的需求，并且运行维护难度较大。

变电站智能巡检系统联动技术是将单一的巡检系统整合在一起，集成各小系统信息孤岛［2］，实现变电站的实时视频监视、智能视频分析、在线监测信息采集汇总、远程控制、警视联动控制等功能，从而使运维人员更加直观、全面掌握变电站设备信息；实时、全面掌握设备健康状态；延长巡视周期，减轻工作量，实现变电站的远程化、智能化巡检。

1　系统结构

文中基于视频监控的联动技术开发变电站智能巡检系统，通过采集变电站设备运行状态数据、视频监控图像信息，对灯光、风扇和空调实现远程控制，与防火防盗系统、门禁系统实现交互，实现相互间协调联动。目的在于集成变电站内各种分散的辅助巡检系统，并综合应用、分析现有系统，以实现多个变电站的所有设备、辅助系统的互动和信息共享，提高变电站管理水平和运行质量，减轻运行维护人员的劳动强度，提高工作效率。

1.1系统组成

变电站智能巡检系统主要由前端数据采集系统、视频监控系统、防火防盗报警系统、灯光空调等辅助设备控制系统组成。实现对变电站视频、灯光、风扇、空调、防火、防盗、门禁等辅助系统协同应用及统一管理的功能，并可连接各种在线监测系统实现对变电站运行的全面监视和管理。智能巡检系统逻辑架构如图1所示。

图1　智能巡检系统逻辑架构示意图

1.2系统结构

1）系统硬件结构

图2所示为系统硬件结构图，前端为各种信号采集器，通过总线协议将采集到的数据传送至数据存储设备，经服务器通过网络上传，客户端可以随时进行远程监控。

2）系统软件结构

在利用变电站现有服务器架构，充分发挥 C/S 和B/S架构性能优势基础上，开发变电站智能巡检平台。变电站智能巡检系统平台开发包括B/S、C/S两个部分，以B/S为主体，C/S为配合，C/S只为当一个客户端需要 B/S主体软件提供的 WebServices接口时才能有效工作，两种模式互为配合，共同弥补B/S模式报警信息及时性问题和C/S模式软件更新复杂的问题。B/S部分主要完成视频采集点的信息发布，通过B/S系统，管理者可以轻松实现对视频采集点地址、端口等信息的配置，用户可以通过Web前台获取视频采集点的相关信息，同时还考虑到了C/S结构在视频流传输上的优势［3-4］。

1.3系统功能说明

1）实时视频监控功能。能按照要求，将所需视频实时上传，且能满足多用户同时访问；在可设定的间隔时间内对站内摄像机进行视频巡检，参与巡检的对象可以任意设定，包括同一站端的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等；巡检间隔时间可设置；具备视频自动跟踪、移动检测等功能。

图2　系统硬件结构图

2）环境信息采集处理。能对站内的温度、湿度、风力、水浸、SF6浓度等环境信息进行实时采集、处理和上传。

3）语音功能。变电站场景录音、传输和播放；实现双向语音录音功能，播放、保存、回放语音；采用IP语音方式，被呼叫时自动应答。

4）告警功能。当出现监测信息告警时，能将相关摄像机自动切换至设定预置位，并向集控中心传送报警信息和相关视频，告警录像以告警信息为索引进行检索和回放。告警信息主要分为：①环境信息异常告警；②消防告警；③非法闯入告警；④视频异动告警。

5）安全警卫功能。能与变电站内的安防系统相连，当安防系统出现告警时，能联动相应的摄像机转向告警发生地点，弹出视频并发出声光告警，提示保安和运行人员。

6）控制功能。能对摄像机进行控制，并保证其操作的唯一性；具备灯光的开关控制功能；能对变电站内的门禁进行控制：包括数据读取、开关控制、权限调整等。

7）录像管理功能。所有监控点的视频、环境信息、告警信息可设定长时间的自动循环录像存储。

2　变电站智能巡检系统联动技术

全面利用变电站的基础资源，集成信息孤岛，实现各辅助巡检系统之间智能联动，使各系统间相互感知、协调工作，提高各系统的互操作能力及信息共享读。变电站视频采集控制系统可视频联动监控子系统、安防报警在线监测子系统［5］，为运行人员提供视频的监视和控制服务，供不同应用层的人员浏览和操作，同时与前置数据采集系统获取的变电站运行信息关联，实现各类视频联动功能。

2.1视频与设备状态信息联动

如图3所示，实现了变电站开关柜状态信息与其监控视频的联动。

图3　开关柜巡视效果图

将变电站已有在线监测系统和变电站视频监控巡检平台间建立通信通道，采集监测信息，以设备台帐为媒介建立视频预置位与监测信息间的映射关系。在独立或策略调用高速摄像机时联动显示在线监测信息和状态分析结果，丰富变电站的巡视方式，扩大变电站的巡视范围，消除变电站的巡视死角。

2.2报警远程可视化监控联动

将防火防盗系统的报警信息通过网口或者 RS 485等［6］通信形式外传，为后台系统提供报警源数据，并可在设备允许的情况下与设备交互，比如远程控制无人值守变电站报警警报的鸣叫，不用派人派车再花上几十分钟时间甚至数个小时去处理这种警报。

变电站发生异常情况的来源比较多，比如安防、火灾和门禁等。如当门禁控制系统显示有报警信号时，视频监控系统自动记录相关画面，将视频和这些源头建立关联，其中在线监测采用设备台帐进行关联；安防、火灾和门禁则采用报警区域位置关联。系统接收到报警信号，对异常设备和环境进行视频记录存储，实现事故追忆。如图4所示为报警与环境监测系统工作流程图。

图4　报警与环境监测系统工作流程图

2.3视频监控和前端数据采集系统联动

按照变电站内各类辅助信息智能监控巡检子系统的不同形式，包括两种数据采集方式［7］：①通过终端服务器直接接入采用串行通信方式的设备信息；②通过接口网桥的方式实现与各独立子系统的网络通信。

当前端采集系统处理数据发现异常时，自动调用优先权最高的监控设备记录监视系统相关画面。如当前端采集系统检测到温度数据过高或过低时，自动开关空调或调整空调目标温度；当前端采集系统检测到室内湿度数据过高时，自动打开空调排湿功能或开启风扇调整空调目标温度；当视频打开时，根据预定义的灯光开启时间自动打开灯光，以在春夏秋冬不同时段晚间智能补光。图5所示为灯光视频联动为电缆头监控补光效果图。

图5　电缆头巡视效果图

2.4视频与倒闸操作联动

在SCADA系统和变电站视频监控巡检平台间建立通信通道。视频巡检平台运行调控信息，监控客户端软件，接收SCADA发出的操作信息，根据操作信息解析结果联动安装在操作间隔的高速摄像机，实时观察分合闸的状态、闸刀的对位情况［8］。

3　系统应用效果

在变电站智能巡检中应用视频联动技术既可以充分发挥各个分系统的数据与功用，又可以提高变电站的安全管理水平（包括人身安全、设备安全、运行安全等），对变电站的安全稳定运行具有重要意义。

以某变电站为试点，集成各个小系统信息孤岛，实现实时视频监视、智能视频分析、辅助及在线监测信息采集汇总、远程控制、警视联动等功能，从而提高调控中心监控人员更加直观、全面掌握变电站设备信息。

图6所示为调控中心视频监控界面，图7所示为设备状态信息监控界面，实时更新变电站设备状态信息，并包括运维情况与检修信息，以及存储检修历史以供后期查阅。全方位监控，实现对整个变电站的实时视频与状态监控。

图6　调控中心视频监控界面

图7 设备状态信息监控界面

图8所示为警视联动界面。系统可以实现实时状态预警和历史报警记录。当变电站设备发生异常情况，自动实现视频监控与设备状态信息的联动报警显示，为工作人员提供直观的现场情况信息，方便人员及时处理变电站事故。

4　结论

通过视频、安防、在线监测等小系统信息孤岛集成，提高集控中心对各个子站的管控能力，便于及时发现变电站内存在的隐患，增强消缺响应能力，减小隐患造成的停电、设备损坏等损失。

图8　联动报警界面

文中提出的基于视频联动技术的变电站智能巡检系统，可对受控站全天候、多方位监控，改善巡视模块功能，减小维操人员和管理人员对变电站巡视的工作量，延长巡视周期，降低日常巡视带来的交通、人员费用支出。同时，使一些在巡检过程中发现的风险因素处于可控状态，保障人员的安全性。

［1］ 张勇. 智能变电站及技术特点分析［J］. 价值工程，2012（21）： 121-122.

［2］ 朱世中， 石峰， 王坤， 等. 变电站智能巡检系统的研究和应用［J］. 电力信息化， 2011（11）： 92-95.

［3］ 刘媛， 张伟， 王知学. 基于B/S和C/S架构的嵌入式远程监控系统［J］. 仪表技术与传感器， 2008（10）：39-41.

［4］ 罗世荣. 基于Web的SCADA系统数据分析平台研究与设计［D］. 成都： 西南交通大学， 2012.

［5］ 李静. 变电站智能巡检系统研究［D］. 青岛： 青岛理工大学， 2012.

［6］ 王培. 数字化变电站通信网络规划与实时特性改进［J］. 硅谷， 2013（50： 67， 46.

［7］ 孙晓明. 智能变电站中的数字化数据采集及传输系统［J］. 山东电力技术， 2010（4）： 18-19， 41.

［8］ 李孟超， 王允平， 李献伟， 等. 智能变电站及技术特点分析［J］. 电力系统保护与控制， 2010， 38（18）：59-62， 79.

Application Practice of Video Linkage Technology in Substation Intelligent Inspection System

Xia Shuiying Wang Yining Zhao Liang Bao Hongyan
（Xianning Power Supply Company， Xianning， Hubei 437000）

A substation intelligent inspection system which can achieve the goal of linkage control based on video surveillance is proposed in this paper. The system realizes the linkage between surveillance video and equipments condition information， alarm information， switching operation，fore-end data gathering system through the remote monitoring， intelligent video analysis and video linkage alarm. This system realizes the integrated linkage of decentralized inspection of substation. And it improves the managerial level and operational quality. This system implements truly unmanned or fewer people in substations.

information island； video surveillance； linkage control

夏水英（1969-），女，湖北鄂州人，本科，技师/副高级工程师，主要从事变电站运维检修和发配电工作。