变电站智慧视频应用系统浅析

广东电网公司中山供电局 广东 中山 528400

1 变电站智慧视频系统概述

变电站智慧视频系统以视频业务为核心,接入变电站各应用子系统,通过内业务子系统的自由灵活组合,进行数据提取分析应用,从而对变电站的人员、车辆、设备实行全方位、多业务的融合智能方式综合管理、业务优化,提升变电站管理效率,满足不同的变电站场景需求应用。

系统涵盖变电站视频监控、动力环境监控、红外热成像测温诊断、表计/刀闸/热成像测温智能巡检、作业安全管控等功能,将各类辅助设备的信息集成,并实现智能联动及智能告警。

2 变电站智慧视频系统基本框架

变电站在感知层将部署不同类型高清前端摄像机、传感器和门禁设备等前端物联网感知设备,并且通过站端建设的视频局域网,将采集到数据先统一汇聚到站端系统通信控制器后台进行统一汇聚、转发和管理。并且按照不同业务实现多功能模块应用,站端系统的智能识别监控一体机为通信控制器后台提供视频图像识别分析能力,站端系统的监控工作站安装客户端软件便于运行人员做日常管理和维护。

3 智慧变电站监控系统功能及应用

3.1 视频监控 视频监视功能模块是系统的核心基础部分,它主要通过布设前端高清摄像机对前端视频数据和监控数据采集编码,并将编码后的音视频数据通过TCP/IP网络传输到存储单元进行存储,并接入到通信控制器后台系统进行统一管理。

3.2 热成像测温诊断 红外热成像在线测温诊断功能模块由双目红外热成像测温摄像机和通信控制器站端系统后台组成。精准地实现对变电设备的在线式温度监测,实时测量视频中温度,分析本地热图,并管理热成像设备告警。

通过对关键电力设备热像特点、热成像检测区域及缺陷性质判定标准的研究,构建电力设备状态诊断标准及智能诊断库,建立电力设备运行故障诊断模型。

借助计算机视觉、视频图像处理与识别技术,实现电力设备智能自动巡检、关键区域精确测温、各项指标自动分析诊断。热成像专家会诊模块,包括对电力设备单相、多相的线温曲线分析、温度场梯度分布分析,等温分析、温差分析、折算温度分析、最大持续负荷过热点温度预测分析等,有效发现电力设备热故障。

3.3 智能巡检 变电站传统的人工巡检具有实时性差、工作量巨大、受人工和环境因素影响大、无法实现智能判断等不足。智能巡检模块可减少人工、提高巡检频次,智能分析仪表读数、刀闸、指示灯、压板等运行状态,巡检过程全监控,过程数据全记录、可回溯。

智能巡视通过前端接入各种类型摄像机进行图像采集,前端摄像机视频图像直接接入到硬盘录像机中,采集到的视频可以在站端系统后台中进行集中展示,同时视频图像转发到智能分析监控一体机设备中,对视频图像中的设备进行智能分析,如实现表计读取、设备状态判断、设备缺陷识别等功能,智能分析监控一体机分析结果上报到通信控制器站端系统后台。

智能巡检功能模块可以根据变电站巡检路线设置巡检预案,系统通过预案,可以实现对系统内的所有监控点(场地、设备)进行图像自动巡检,参与巡检的对象可以任意设定,包括变电站的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等,巡检间隔时间可设置。并将巡检拍到的图片、识别结果记录到后台报表中。

3.4 作业管控 作业管控功能模块对于变电站作业现场的管理有着重要作用。通过现场图像识别系统以及一站式督查系统,可以优先解决现场作业管控问题及现场违章处理、归档问题。

该功能模块作业现场的摄像机通过网络连接到后台系统及智能分析监控一体机,针对视频内容进行智能分析,判断是否存在在违章作业,若存在将分析结构发送给后台系统做违章告警和归档。包括以下几方面:

着装规范监控:人员安全帽佩戴、工作服着装监护。

安全措施监控:包括安全标识设置、安全围栏设置、地线设置等。

行为监控:通过设置虚拟电子围栏实现人员误入带电间隔、工作现场监护人离岗、非法登高的自动告警联动。

3.5 人员入口 实现人脸智能识别,自动记录进站人员特征信息,通过与人脸库关联,实现对进站人员身份核对以及进入记录。将人脸识别摄像机部署在变电站重要出入口、通道,通过高清视频流实现人脸识别,提前将工作人员照片录入人脸数据库,人员进入变电站能第一时间识别身份,有效加强变电站安保强度。

3.6 智能操作 实现遥控操作远程可视化,由视频及环境监控系统智能的调用相关摄像机的预置点,进行多角度视频监视,并主动将视频信号实时展示和智能识别,实现对设备遥控操作和事故跳闸等的可视联动和提供辅助判据。该功能模块主要由调度自动化系统、智能运维管理平台、正向隔离装置、监控刀闸和开关的摄像机,智能分析监控一体机,节点输出装置,站端后台系统组成。

调度自动化系统经过正向隔离装置通过协议对接方式单向发送遥控刀闸操作指令到站端,站端视频系统通过调用摄像机对正在操作的刀闸进行全过程的联动监视之外,通过智能分析监控一体机能对相关刀闸的分合状态进行图像智能分析得出的状态结果,上送实时视频和视频识别结果到视频系统主站平台,供调度操作员获取实时视频和视频识别结果,用于程序化操作的判据之一来进行组合判断,实现倒闸操作的无人化。

3.7 辅助决策 将综合自动化系统常用的一次设备接线图融合到视频系统中,实现在自动化控制基础上增加视频监控、智能分析等功能。用于辅助后台监控人员不再单单通过一次接线图状态信号了解设备状态,可通过视频可更加直观监控现场设备。

4 小结

变电站智慧视频应用系统在热成像测温诊断,智能巡检,作业管控,关键区域人员进出管控,智能操作,辅助决策等方面的应用对变电站的运行,维护,操作,安全管控等方面都有着极大的提升。通过变电站智慧视频应用,变电站实现了提质增效的效果,相信通过持续的深化研究,将逐步实现变电站无人化运维的目标。