我國(guó)變電站究竟有多少個(gè)?筆者查閱了數(shù)個(gè)網(wǎng)站,也沒(méi)能找到答案。以致廣東中鈺科技有限公司遙視產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理張久義笑談道:“變電站地處分散,從城區(qū)到鄉(xiāng)鎮(zhèn),點(diǎn)數(shù)極多,拿深圳來(lái)看,就約有200-300個(gè)點(diǎn),全國(guó)而言,估計(jì)要主管我國(guó)電力系統(tǒng)的兩大集團(tuán)(南方電網(wǎng)和國(guó)家電網(wǎng))合作統(tǒng)計(jì)幾天方能罷休。”
對(duì)于如此數(shù)目巨大、地域分布廣、人工維護(hù)困難、各種生產(chǎn)設(shè)備類(lèi)型復(fù)雜的變電站來(lái)說(shuō),初期需耗費(fèi)大量人力晝夜值班和現(xiàn)場(chǎng)巡檢,并配合電力生產(chǎn)設(shè)備的“四遙”系統(tǒng)——遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào),來(lái)保證供電系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。“四遙”即前端將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)傳送到遠(yuǎn)方的調(diào)度中心,同時(shí)調(diào)度中心也可對(duì)遠(yuǎn)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。但由于調(diào)度中心無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)看現(xiàn)場(chǎng)圖像,以致設(shè)備盜竊事件時(shí)有發(fā)生。正如南京英安特科技實(shí)業(yè)有限公司總經(jīng)理劉愛(ài)國(guó)所說(shuō):“對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),最煩惱的莫過(guò)于線纜、電腦、銅被盜。因?yàn)橄到y(tǒng)被破壞導(dǎo)致的財(cái)產(chǎn)損失和維護(hù)成本非常之高?!贝送?,變電站還時(shí)常出現(xiàn)設(shè)備爆炸引起的火災(zāi)、雨淋風(fēng)吹導(dǎo)致的倒桿、斷線等現(xiàn)象,致使變電站無(wú)法正常運(yùn)作。傳統(tǒng)的解決辦法是值班人員先將情況匯報(bào)給上一級(jí)領(lǐng)導(dǎo),然后人員到現(xiàn)場(chǎng)核查后方能做進(jìn)一步的處理,此過(guò)程不僅耗費(fèi)了大量人力物力和精力,且上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)指揮調(diào)度時(shí),還無(wú)法結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像做相應(yīng)的處理。
隨著需求日趨激烈,20世紀(jì)90年代中期,遙視系統(tǒng)作為“五遙”身份涉足變電站,其在電力調(diào)度通訊中心建立監(jiān)控中心,對(duì)各變電站(所)有關(guān)數(shù)據(jù)、參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視,以便實(shí)時(shí)、直接地了解和掌握各變電站(所)的情況,并在監(jiān)控中心通過(guò)視頻及時(shí)對(duì)發(fā)生的情況作出反應(yīng)。它的出現(xiàn)不僅解決了“四遙”出現(xiàn)的難題,也逐漸開(kāi)啟了變電站(一般指電壓等級(jí)為220千伏或以下)從“有人值守”到“無(wú)人或少人值守”的大門(mén)。
“五遙”系統(tǒng)審時(shí)度勢(shì),全面升級(jí)
扎根電力業(yè)10余年,“五遙”系統(tǒng)審時(shí)度勢(shì),技術(shù)日趨成熟穩(wěn)定。下面,筆者就此次采訪所了解到的解決方案,大致歸納“五遙”系統(tǒng)目前三個(gè)主流應(yīng)用方向:可視化管理、與安防子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、融合業(yè)務(wù)管理。
“遙視”變電站,一切盡收眼底
遙視系統(tǒng)最初的主要用途,即用于安全防范、環(huán)境狀況和對(duì)付自然災(zāi)害等防盜防破壞事件,隨著設(shè)備的安全管理逐漸被重視,遙視系統(tǒng)還開(kāi)始 “監(jiān)視”變電站所有細(xì)節(jié),包括常規(guī)表計(jì)(溫度計(jì)、電壓表等)的讀數(shù)等,盡收眼底。
遙視系統(tǒng)猶如給管理人員戴上一副“隱形眼鏡”,它的出現(xiàn)使原有四遙不涉及的變電站環(huán)境監(jiān)控內(nèi)容盡納眼底。但中鈺張久義表示:“早期的遙視系統(tǒng)僅是為了防盜,且由于帶寬不足無(wú)法將每路監(jiān)控圖像都上傳到監(jiān)控中心,加上前端攝像機(jī)抗干擾能力差、未有防雷功能等原因,遙視系統(tǒng)并未大規(guī)模使用?!?/P>
近年來(lái),隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和變電站設(shè)備遭破壞或老化引起的變電站事故的增多,遙視系統(tǒng)逐漸被重視,功能上也有了較大提升,據(jù)北京可視通電子技術(shù)有限責(zé)任公司市場(chǎng)總監(jiān)李昭輝介紹:“以前發(fā)生倒桿和斷線時(shí),總要發(fā)生后才知道,如今風(fēng)雨雪來(lái)臨前,可通過(guò)圖像觀看現(xiàn)場(chǎng),及時(shí)預(yù)防,從而避免了以前的人巡、爾后匯報(bào)上級(jí)再處理的長(zhǎng)時(shí)間流程。”如可視通的“守望者“INS6000綜合智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng),就具有此功能,其在前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)變電站具體情況安裝相應(yīng)數(shù)量的攝像機(jī),以及相應(yīng)的報(bào)警器(比如紅外報(bào)警器、煙霧報(bào)警器等),確保各個(gè)細(xì)節(jié)都能全部被監(jiān)控到;在發(fā)生倒桿或斷線時(shí),可將各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的RS232形式外接語(yǔ)音對(duì)講設(shè)備,配合圖像和聲音,召開(kāi)視頻調(diào)度會(huì)議,進(jìn)行處理。此外,對(duì)于變電站環(huán)境監(jiān)測(cè),可通過(guò)溫濕度傳感器和電量傳感器滿足變電站對(duì)相關(guān)溫濕度、電壓電流表計(jì)監(jiān)控需求,把相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。配合實(shí)時(shí)圖像查看現(xiàn)場(chǎng)狀況,便于調(diào)度。 [nextpage]
攜手安防子系統(tǒng),整合“看管”變電站
初期,“遙視系統(tǒng)”單純以視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉足電力行業(yè)。隨著變電站事故的頻發(fā)生,遙視與報(bào)警系統(tǒng)開(kāi)始整合,共同看管變電站。之后,部分廠商又嘗試將周界防范、門(mén)禁等系統(tǒng)一并納入遙視系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遙視系統(tǒng)與其它安防子系統(tǒng)大集成。
在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間,遙視系統(tǒng)、門(mén)禁安保管理系統(tǒng)、周界防范、防盜報(bào)警系統(tǒng)等各自獨(dú)居一角,各盡其責(zé)。天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司無(wú)人值守行業(yè)部經(jīng)理付月文認(rèn)為:“各個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立,運(yùn)行良好,但發(fā)生事故時(shí),卻不能很好的聯(lián)動(dòng)。例如當(dāng)發(fā)生周界入侵事件,報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出了警情,但是管理人員卻不能在第一時(shí)間查看監(jiān)控錄像,及時(shí)制止和處理事故?!眴蝹€(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)已逐漸顯露弊端,監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)整合成了新的需求。
如天地偉業(yè)的無(wú)人值守系統(tǒng),可預(yù)先設(shè)置報(bào)警聯(lián)動(dòng)宏命令管理,當(dāng)報(bào)警信號(hào)傳來(lái)時(shí),宏命令會(huì)逐條執(zhí)行事先設(shè)置好的操作,不僅可控制攝像機(jī)預(yù)置位對(duì)報(bào)警區(qū)域進(jìn)行抓拍和錄像外,系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警短信給110中心,實(shí)現(xiàn)即時(shí)報(bào)警。此外,該系統(tǒng)還將門(mén)禁系統(tǒng)集成進(jìn)來(lái),當(dāng)周界防范發(fā)現(xiàn)有可疑人入侵時(shí),變電站緊急閘門(mén)可自動(dòng)進(jìn)行關(guān)閉或開(kāi)啟。南京英安特的SIMS2000綜合安防網(wǎng)絡(luò)集成管理平臺(tái),還具備當(dāng)非法入侵事件發(fā)生時(shí),能夠在第一時(shí)間內(nèi)在各站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行報(bào)警提示。通過(guò)警燈和警號(hào)以最直觀的方式威懾非法入侵人員,避免損失的加大。并對(duì)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的報(bào)警錄像,為事后的事件復(fù)核及取證提供一個(gè)準(zhǔn)確的依據(jù);各現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)還具有報(bào)警自動(dòng)上傳功能,將事件發(fā)生的具體地點(diǎn)和報(bào)警信息自動(dòng)上傳總控中心。對(duì)于巨大的數(shù)據(jù)管理,南京南自信息技術(shù)有限公司推出的無(wú)人值守變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)以上系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄及分析,且該系統(tǒng)前端采用百萬(wàn)像素高清攝像機(jī),避免了采用傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)輸出口到光端機(jī)這段線路可能導(dǎo)致的視頻源干擾問(wèn)題。
順此潮流,可視通“守望者“INS6000綜合智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng),也將遙視和報(bào)警系統(tǒng)很好的聯(lián)動(dòng),警情傳來(lái)時(shí),系統(tǒng)可聯(lián)動(dòng)變電站內(nèi)高速球型攝像機(jī)預(yù)置位,轉(zhuǎn)到發(fā)生報(bào)警的區(qū)域進(jìn)行錄像和抓拍,保留一手的證據(jù);另外,H3C單域IVS8000管理平臺(tái)將遙視系統(tǒng)與報(bào)警系統(tǒng)、門(mén)禁、周界防范等系統(tǒng)整合,并有效解決多廠商站端設(shè)備的混合接入,實(shí)現(xiàn)IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一媒體轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度,在對(duì)系統(tǒng)整體性能和統(tǒng)一管理有顯著效果。
融合業(yè)務(wù)管理,當(dāng)前先冒個(gè)泡
變電站遙視系統(tǒng)前端技術(shù)已日趨成熟。據(jù)南京英安特劉愛(ài)國(guó)介紹:“融合業(yè)務(wù)、生產(chǎn)及設(shè)備管理,是目前最大的熱點(diǎn)?!敝档藐P(guān)注的是,少數(shù)廠商已嘗試將業(yè)務(wù)與設(shè)備管理融合到遙視系統(tǒng)軟件平臺(tái),率先在市場(chǎng)“冒個(gè)泡”,打頭陣。
眾所周知,變電站的變壓器因24小時(shí)持續(xù)工作,設(shè)備易發(fā)熱,當(dāng)超過(guò)正常的溫度范圍時(shí),容易燒壞。因此必須通過(guò)相應(yīng)的電量和溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量,并將其數(shù)據(jù)發(fā)送到管理終端,在后端預(yù)先設(shè)置好溫度范圍,在設(shè)備損壞前或?qū)⒊^(guò)正常區(qū)域溫度時(shí),觸發(fā)報(bào)警,確保及時(shí)處理和預(yù)防非常重要??梢曂↖NS6000綜合智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)就已加入了此功能,且該系統(tǒng)還融合了日常的業(yè)務(wù)交接班管理流程,據(jù)可視通李昭輝表示:“以前監(jiān)控中心日常人員交接班時(shí),通常都是紙記的記錄交接工作,且限于自己人跟自己人交接(即同屬某一個(gè)變電站的工作人員),而現(xiàn)在在交接班時(shí)可配合現(xiàn)場(chǎng)圖像,如某設(shè)備需要檢修、更換系統(tǒng)均有記錄,實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理?!?/P>
除了日常工作融合外,中鈺科技推出的遙視系統(tǒng)還與SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)融合,SCADA系統(tǒng)即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng),其是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能,在電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)又稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。 SCADA系統(tǒng)作為能量管理系統(tǒng)(EMS系統(tǒng))的一個(gè)最主要的子系統(tǒng),有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢(shì),已成為電力調(diào)度不可缺少的工具。SCADA系統(tǒng)與遙視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)后,當(dāng)調(diào)度人員進(jìn)行操作時(shí),遙視系統(tǒng)可及時(shí)顯示操作對(duì)象的視頻,馬上看到操作結(jié)果,及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,從而減少或避免生產(chǎn)事故的發(fā)生,確保變電站日常工作的正常開(kāi)展。
此外,中鈺科技遙視系統(tǒng)還可與消防、MIS辦公網(wǎng)絡(luò)等其它系統(tǒng)互聯(lián)。通過(guò)與消防系統(tǒng)的連接,能夠及時(shí)將消防報(bào)警情況以視頻的方式反饋給工作人員,調(diào)度中心領(lǐng)導(dǎo)通過(guò)辦公網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián),隨時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息,并結(jié)合各變電站的工作圖像,隨時(shí)了解情況。 [nextpage]
提醒:網(wǎng)絡(luò)帶寬和設(shè)備選型
變電站因距離較遠(yuǎn),基于成本等多方面因素的考慮,通常遙視系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬非常有限。一般情況下,每個(gè)變電站到監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)只有2M-8M帶寬,而每個(gè)變電站的攝像機(jī)至少有十幾個(gè),這就給網(wǎng)絡(luò)傳輸提出限制要求。即使一些建立了千兆帶寬專(zhuān)有網(wǎng)的發(fā)達(dá)地區(qū),分配給遙視系統(tǒng)的帶寬依然有限,無(wú)法將變電站內(nèi)每一路監(jiān)控圖像都上傳到監(jiān)控中心,多數(shù)站點(diǎn)只能傳輸1-4路的監(jiān)控圖像,不過(guò)目前可通過(guò)H.264視頻壓縮算法、IP組播、RTP/RTCP傳輸控制等技術(shù)來(lái)解決,這方面影響不大。
直到現(xiàn)今,針對(duì)電力無(wú)人值守變電站的監(jiān)控,還未出臺(tái)一個(gè)能貫徹執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。各類(lèi)廠家只是根據(jù)自身的產(chǎn)品特點(diǎn),提出相應(yīng)的解決方案和產(chǎn)品,導(dǎo)致終端用戶和工程商在產(chǎn)品選型和使用上帶來(lái)了一定的困擾,由于變電站所處的是雷擊、電暈、噪音、電磁場(chǎng)干擾等復(fù)雜環(huán)境,對(duì)于遙視設(shè)備要求較嚴(yán),例如一般在500千伏或以上的變電站中,都屬于有人值守的變電站,所以在這類(lèi)變電站本地監(jiān)控中心,需要配備矩陣切換和電視墻等專(zhuān)業(yè)顯示設(shè)備;而一般在220千伏或以下的變電站中,都屬于無(wú)人值守的變電站,所以這類(lèi)變電站中,一般需要一到兩臺(tái)簡(jiǎn)單的顯示設(shè)備即可,所有的控制和操作功能,一般都通過(guò)變電站的遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備上傳至集控站或調(diào)度中心區(qū)進(jìn)行集中管理。
另外,有些地區(qū)對(duì)攝像機(jī)的電磁兼容性要求較高,甚至一些地區(qū)要求必須滿足EMC4標(biāo)準(zhǔn);攝像機(jī)的防護(hù)等級(jí)也要達(dá)到IP66以上。
瓶頸:系統(tǒng)兼容乃最大難點(diǎn)
遙視系統(tǒng)集成多系統(tǒng)的解決方案,大部分廠家已推出。然其推廣使用的最大難題還是老生常談的 “兼容性”。由于沒(méi)有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范,各個(gè)遙視廠家基于各自不同的考慮,系統(tǒng)互相之間各不兼容,導(dǎo)致大多數(shù)的遙視系統(tǒng)不能聯(lián)網(wǎng),只能各自組網(wǎng)完成遙視系統(tǒng)。正如天地偉業(yè)付月文表示:“各個(gè)廠家雖各自設(shè)置了自己的音、視頻編碼協(xié)議,但系統(tǒng)間互相不兼容,所以制定一個(gè)統(tǒng)一的通信協(xié)議兼容各廠家系統(tǒng),是主要問(wèn)題?!?/P>
為了解決上述問(wèn)題,目前很多省電力公司也開(kāi)始制定遙視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),包括廣東、云南、江西、浙江、河北、青海等。以廣東省為例,2009年廣東省經(jīng)過(guò)深入調(diào)研,對(duì)《廣東電網(wǎng)變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行修訂,詳細(xì)規(guī)定了系統(tǒng)的架構(gòu)、組成、設(shè)備參數(shù)、系統(tǒng)功能及性能要求,制定了統(tǒng)一的音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn),各層通信控制協(xié)議,設(shè)備命名及編碼規(guī)則等方面的具體要求。要求各生產(chǎn)廠家必須提供符合上述規(guī)范的產(chǎn)品,尤其是符合相關(guān)規(guī)范的軟硬件系統(tǒng),從源頭上徹底解決不同廠家系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通等問(wèn)題。另外,云南和江西也各廠家集合在一起,召開(kāi)會(huì)議以制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范。希望將來(lái)此問(wèn)題能較好被解決。
總結(jié):未來(lái)走向
提到遙視系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),不妨套用廣東卓維網(wǎng)絡(luò)有限公司解決方案中心基礎(chǔ)應(yīng)用部技術(shù)中心賀建林的一句話來(lái)看:“隨著技術(shù)的發(fā)展,無(wú)人值守系統(tǒng)組網(wǎng)規(guī)模和復(fù)雜程度也在不斷攀升,遙視系統(tǒng)已脫離了純視頻監(jiān)控系統(tǒng)。而多系統(tǒng)綜合監(jiān)控、分布式集中存儲(chǔ)、與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)集成、統(tǒng)一網(wǎng)管等應(yīng)用將來(lái)定會(huì)被全面應(yīng)用。”他所說(shuō)的技術(shù),便是被眾多廠家提及的智能分析、自動(dòng)跟蹤、網(wǎng)絡(luò)傳輸、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等(下面只粗略介紹下智能分析和自動(dòng)跟蹤,其他就不一一闡述)。
· 智能分析。主要針對(duì)正常的檢修操作進(jìn)行管控,在變電站內(nèi)非本次檢修的區(qū)域(設(shè)備區(qū)域)的四周畫(huà)上線,如維護(hù)人員進(jìn)入該非檢修區(qū)域,就會(huì)報(bào)警,同時(shí)警號(hào)響起,并可實(shí)現(xiàn)雙向語(yǔ)音喊話,制止違規(guī)行為的發(fā)生。英安特劉愛(ài)國(guó)表示:“在電力這個(gè)一切要求量化的行業(yè),智能識(shí)別當(dāng)下遇到的最大困難是精準(zhǔn)度不高,如果用數(shù)字估量,估計(jì)50%的精確度都不夠,技術(shù)加強(qiáng)是關(guān)鍵”;
· 自動(dòng)跟蹤。對(duì)進(jìn)入變電站的人員,智能跟蹤球進(jìn)行自動(dòng)跟蹤,人到哪,視頻跟蹤到哪,并且可以實(shí)現(xiàn)跟蹤接力和多個(gè)攝像機(jī)跟蹤多個(gè)目標(biāo)。天地偉業(yè)付月文表示:“自動(dòng)跟蹤在電力行業(yè)已有小范圍應(yīng)用,由于技術(shù)還不夠穩(wěn)定及成本太高,解決好此問(wèn)題,必有廣闊的市場(chǎng)?!?/P>
其實(shí),“攘外必先安內(nèi)”,所有的技術(shù)以及系統(tǒng)整合的發(fā)展,都是為變電站實(shí)現(xiàn)大聯(lián)網(wǎng)做準(zhǔn)備。對(duì)此,廣東中鈺張久義表示:“目前變電站只是各省內(nèi)聯(lián)網(wǎng),還沒(méi)有做到真正的省一級(jí)之間的聯(lián)網(wǎng),只有當(dāng)遙視系統(tǒng)自身的技術(shù)與功能等日趨完善,解決了各系統(tǒng)集成的兼容性、應(yīng)用性、集成性等問(wèn)題,變電站才可以真正跨入大聯(lián)網(wǎng)時(shí)代?!?/P>