智能电网建设中，安防技术的应用

　　传统的变电站监控，是被边缘化变电站安全生产的辅助系统，有些可有可无的味道，有了监控可以使各级中心的值班人员对变电站有些直观的了解，没有监控也基本不会影响变电站的安全生产。显然，智能变电站要实现运行操控一体化、运行巡视自动化、监控分析智能化等等目标，传统的变电站监控方案已经无法满足，我们必须对监控系统提出更高的要求。要实现变电站的智能，首先监控系统本身要实现足够的智能，必须要有一个统一的网管系统，连接动力环境数据与视频数据，综合所有的“五遥”数据并对数据进行综合的分析，实现第一步的智能化。
 

         智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。近年来，我国电力行业紧密跟踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，着力技术创新，研究与实践并举，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。

　　2 0 0 9 年5 月， 在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。在2010年3月召开的全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中强调：“大力发展低碳经济，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”，这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。

　　两大技术推动智能电网发展

　  　通信技术
 
        建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统支持。因此，建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。图1显示了电网和通信网络的关系。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到自然气候的攻击，从而提高电网价值。
 

　　  量测技术

　　未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根　　据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略。

　　对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系(WAMS)、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。 

　　变电站安防监控的新特点
 

　　动环视频一体化，统一网管的实现

　　传统的变电站监控，是被边缘化变电站安全生产的辅助系统，有些可有可无的味道，有了监控可以使各级中心的值班人员对变电站有些直观的了解，没有监控也基本不会影响变电站的安全生产。因此，几个摄像机+DVR/NVR构成简单的视频监控系统，勉强实现了变电站的“五遥”，已经可以基本满足需求。当然，一方面动力环境监控系统和视频监控系统所组成的“五遥”监控系统是割裂的两个独立的系统，变电站端与各级中心的值班人员需要通过两套系统来对变电站进行监控;另一方面，两套系统都是显示基本的数据和简单的告警信息，数据的分析判断需要值班人员根据经验自己分析。
 

　　显然，智能变电站要实现运行操控一体化、运行巡视自动化、监控分析智能化等等目标，传统的变电站监控方案已经无法满足，我们必须对监控系统提出更高的要求。要实现变电站的智能，首先监控系统本身要实现足够的智能，必须要有一个统一的网管系统，连接动力环境数据与视频数据，综合所有的“五遥”数据并对数据进行综合的　　分析，实现第一步的智能化。

　　推荐系统采用分布式、多中心组网。如图1，是电力综合监控系统的一个三级组网框图(可随系统规模灵活变成二级、四级等架构)，这种结构的特点是所有变电站视频都先汇聚到地区级主站，再按权限分发到各集控中心。优点是保证了地区级主站的绝对控制权，利于对整个地区的数据进行分析汇总。同时，电力综合监控系统具备以下特点：

　　单点登陆，统一认证，统一平台

　　系统基于组件技术面向用户提供监控业务功能服务，用户仅需一次登陆，通过统一的系统平台，完美地呈现高清视频监控、门禁管理、环境监控、报警在内的多种强大的监控管理功能，为用户提供全面的监控业务。

　　高可靠性设计，系统稳定可靠

　　系统采用媒体流与信令流分离的处理技术，实时数据与历史数据分别传输的双通道设计，保证重要实时数据的优先级;通信控制器采用高效的双机热备机制，在主通信控制器故障时，备用通信控制器自动接替工作;站端系统网管软件采用“看门狗”技术，保证站端系统可靠运行。

　　松耦合架构设计，多级中心互联，独立保活

　　系统设计为多级中心架构，变电站站端系统、地区级主站系统和省级主站系统进行业务联动，同时，每级系统可以独立处理本级监控业务。系统的多级中心架构能够满足建设超大规模监控管理系统的需要。同时，每级中心系统相对独立，不受上级、下级或者其他同级中心的制约，能够独立开展监控业务，在上级中心系统故障或者通讯链路中断时，本级系统能够保持正常工作(跨平台监控业务除外)，具有远端保活的优势。 

　　开放式系统平台设计，标准的COM和API接口

　　系统能够提供标准的COM组件和API接口，支持异构系统互联，实现资源共享，系统预留平台互联接口，便于相关业务系统之间互联。

　　遵循ONVIF国际标准，广泛兼容国际主流IPC

　　在IPC(或者编码器)设备接入方面，系统支持ONVIF国际标准，能够接入SONY、AXIS等国际主流的监控前端设备。

　　智能路由技术，降低网络负载

　　系统支持组播、直连、转发、多级转发等多种视频路由方案，使系统能够根据并发访问用户数量的多少，以及承载网络的实际情况，分析出科学的网络路径，自动选择合理的视频路由方案，提供高质量的视频监控服务。

　　良好的防雷抗干扰能力

　　因为无人值守变电站经常处于雷击、噪音、电晕、电磁场干扰等复杂环境下，因此对变电站内监控设备有非常严格的要求。针对变电站视频及环境监控的应用，系统站内监控设备具有良好的电磁兼容能力，设备的快速瞬变干扰试验、高频干扰试验、浪涌试验、静电放电干扰试验、辐射电磁场干扰试验等应均能够满足现场使用要求。

　　高清监控介入智能电网

　　当前，电力行业中的变电站、输电线路、调度中心等场所均有视频系统的身影，可以对电网系统的设备安保、运行保障、防火防灾等多方面提供支持。但就目前的系统规模、设备数量、覆盖程度及应用水平方面尚有很大的欠缺，简单讲目前只是能够做到“看得见”。

　　但是，智能电网要求我们不仅“看得见”，还必须做到“看清”、“看得全”、“看得细”、“看得明白”，势必需要成倍增加摄像机的数量。这样，传统的模拟摄像机在工程施工以及维护上的工作量也会成倍的增加。因此，网络摄像机(电口、光口)以及网络高清摄像机的应用将会成为智能电网视频监控系统应用的主流设备，同时网络摄像机，特别是光口网络摄像机的抗干扰性也远远优于模拟摄像机。

　　系统互连成为迫切需要

　　监控系统，最终是要为安全生产服务的。因此足够智能的监控系统，还必须有良好的系统互连性能，为系统的二次开发提供开放式接口，确保监控系统更加广泛的功能扩展及提供更佳的定制化服务。电力综合监控系统提供标准的COM和API接口，可以实现与综合自动化系统、调度自动化系统、SCADA系统、门禁系统、消防系统、照明控制系统等系统的互联。

　　系统可靠性成为重点

　　电力行业是个非常特殊的行业，因其是各行各业发展的基础，关系到国计民生，所以其可靠性是放在第一位的。监控系统要摆脱“被边缘化”的困境，除了功能的提升外，系统的可靠性必须得到较大的提升。这样，安防企业可以凭借强劲的研发实力与完善的售后服务体系，赢得客户的进一步认可，那些购买几个摄像头和视频服务器就可以完成变电站视频监控的情形将永远成为历史。（作者单位：深圳市中兴力维技术有限公司）

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