风力发电场安防视频监控系统

大唐河南清洁能源有限责任公司 段伟康

风力发电场安防视频监控系统

大唐河南清洁能源有限责任公司 段伟康

风力发电厂的运行管理由于其风力发电机组所占地域宽阔、运行维护人员比较少、交通不便、设备造价高等因素而受限制，日常工作中对风力发电机组设备及时监控和巡视是十分必要的。云阳风电场根据运行实践，综合自动化技术利用和视频监控技术，建立起现场实时监控系统，较好地解决了运行人员不足，工作量大的问题，设备安全、稳定、可靠运行大大提高，增加了风力发电场各设备可用率。

风电场；视频监控；风机监控

1.前言

视频监控系统主要是由高清红外摄像机、传输通道、控制系统、显示装置、录像功能等5大模块组成。高清红外摄像机通过网络通信技术将视频图像及相关数据传输到录像设备和后台监控客服的。通过后台监控客户端，运行维护人员可发出指令，控制云台高清红外摄像机的上、下、左、右的动作，以及改变高清红外摄像机调焦变倍。

视频监控系统是一种进几年新型的自动化监控系统，它利用的技术有：计算机应用技术、视频技术、网络技术，将风力发电场升压站站以及风力发电机组内采用高清红外摄像机拍摄的视频图像通过网络输到风力发电场升压站中控室内，使风力发电场升压站中控室的运行维护管理人员可以通过视频监控主机上的监控画面对升压站内各配电间电气设备以及全场风力发电机组的运行情况实时进行监控，从而确保风力发电场升压站以及风力发电机组的安全可靠运行和安全生产。

风力发电场由于设计是无人值守少人值班的值班方式，而且风电场风力发电机组的占地面积比较广，风力发电场风力发电机组的工作一般都是灯塔工作，运行维护人员在工作中工作强度极大，相关信息传递及时性要求高，设备稳定可靠安全运行时对风力发电机组的监控要求也非常高，远远高于一般的电厂，因此风力发电场安装视频监控系统是非常必要的。

2.云阳风电场概述

大唐清洁能源有限责任公司云阳风电场工程分二期设计，总设计装机容量为110MW，安装55台单机容量为2MW的风力发电机组，预计每年向电网提供20000多万kW·h的清洁可再生能源。云阳风电场已于2013年4月开工建设，2014年投产运行，现在二期工程正在建设，同时视频监控系统也在安装中。

大唐郏县云阳风电场在平顶山的荣耀落户，将为多姿多彩的鹰城增添了一道美丽的风景线。大唐人将在“务实、奉献、创新、奋进”的大唐精神引领下，以“快乐工作，健康生活”的管理理念，创建一个温馨和谐的快乐风电，担负起社会责任，向社会提供优质、清洁、可靠的绿色电力。

3.系统概述

在设计时，我们采用了基于IP网络的数字网络高清红外摄像自带语音对角功能的摄像机机，预计后期加装风力发电机组塔筒门禁刷卡自带语音摄像功能的整套系统，本着成本低、功能齐全的宗旨设计本方案。

云阳风电场的设计中利用视频监控系统，更好的实现了对风力发电机组以及站内的实时监控。利用风力发电场视频监控系统配合风机远程scada系统才能使运行维护人员实现24小时不间断掌握升压站站内各变电设备以及风力发电机组整体运行情况及的主要手段。

由于大部分风力发电场地处偏远地区，通信不是特变良好，由于本设计中所用的网路数字高清摄像头自带语音对讲功能，解决了运行维护人员在风力发电机上工作时联系不到升压站值班人员的这一不安全风险，降低了人员联系不上而可能产生的危险因素，与此同时，风力发电场值班人员还可以通过视频监控画面时刻对检修人员进行监控，对其误操作是可以利用对讲功能即可阻止其行为，有效的提高人员和风机的稳点、安全、可靠运行。

在电力企业中，由于误操作、误入带电间隔的人身伤亡事故频繁发生，本设计中在各配电间门以及各风力发电机塔筒门安装带有视频监控的门禁系统能有效降低由于误入带电间隔个发生的人身伤亡事故。

4.系统结构

4.1 系统组成

本设计视频监控系统主要由6部分组成，分别为高清红外网络摄像机、门禁设备、可视对讲设备报警设备、网络传输系统、升压站主控室远程主机、录像设备。

本设计使用的是iVMS-4200客户端，iVMS-4200客户端是海康威视推出的一款与嵌入式网络监控设备配套使用的应用软件。它可与DVR、NVR、IPC、IPD、DVS、网络存储设备、报警设备、门禁设备、可视对讲设备等配套使用，提供网络服务（预览、回放、云台等操作），提供灵活、多样的部署方案，满足中、小型项目中各种不同环境的需求。

本设计中利用风机出线集电线路中架空地线的通讯,将高清红外摄像机摄取的监控图像、门禁设备、视对讲设备报警设备中相关数据进行数字编码并通过风机出线集电线路中架空地线的通讯进行传输。在风力发电场中控室录像设备中进行数字存储，以便于事故回放及相关分析，于此同时将此数字信号通过解码器还原成模拟信号输入中控室监控主机，从客户端中得到清晰的可视视频图像及相关对讲和报警功能的实现。录像机可以实现完成对视频采集、压缩、控制、检索、回放、存储、传输、报警联动等强大功能。

另外，系统可加装风力设备间、风力发电机塔筒内照明的门接点，与现有照明开关进行并联。当门被打开时室内或塔筒内照明灯亮，门关闭时照明灯自动熄灭。而且本设计使用的红外网络高清摄像机可以设定移动侦测等相关识别的功能，当人员进入设备间或塔筒内时，或监测的相关状态发生改变时，系统将进行报警录像，有效的减少财产损失和事故的发生。

4.2 功能概述

iVMS-4200是为海康网络安防设备管理开发的软件应用程序，适用于嵌入式网络硬盘录像机、混合型网络硬盘录像机、网络视频服务器、NVR、IP Camera、IP Dome、报警主机、门禁设备、可视对讲设备和解码设备以及视音频编解码卡，支持实时预览、远程配置设备参数、录像存储、远程回放和下载、报警信息接收和联动日志查询等多种功能。风机分支环网和1条站内分支环网，二期工程使用1条主干环网带4条分支环网和1条站内分支环网，设计通讯系统的主干网采用2台1000M的工业以太网光纤交换机组成双环自愈环网，分支环网均采用100M以太环网光纤交换机，以确保保证整个风力发电场的通讯系统的数据通畅，无阻塞和中断的事故发生。

图1 报警设备应用场景

图2 可视对讲设备应用场景

图3 门禁设备应用场景

4.3 通信线路

本系统设计中通讯系统采用主干环网分支环网的通讯模式，根据云阳风电场共两期工程的设计，一期使用1条主干环网带3条风机分支环网和1条站内分支环网，二期工程使用1条主干环网带4条分支环网和1条站内分支环网，设计通讯系统的主干网采用2台1000M的工业以太网光纤交换机组成双环自愈环网，分支环网均采用100M以太环网光纤交换机，以确保保证整个风力发电场的通讯系统的数据通畅，无阻塞和中断的事故发生。

4.4 应用场景拓扑图（见图1、图2、图3）

5.结论

本设计安装并使用之后，通过设立在风力发电场中控室的监控主机，运行维护值班人员对风电场升压站站内设备间以及风力发电机组的运行情况进行时刻监控，大大减少了运行维护人员的巡检次数和工作强度，同时升压站站内的运行设备和风力发电机组巡视的及时性提高到随时巡视，同时本设计中报警设备应用、可视对讲设备应用、门禁设备应用有效的保证了风力发电场站内变电设别以及风力发电机组的安全、稳定、可靠运行，大大提高了风力发电机组的可利用率，同时也降低人身伤亡事故的发生。

[1]定安防公司．海康威视网络视频监控iVMS-4200 V2．6．1．6河北中厚电子科技有限公司,2017．

[2]李进．高校电子视频监控系统构建性研究[J]．考试周刊,2013．

[3]谢仲华．无线可视头盔在风电场远程巡检中的应用探索．国际新能源网．风电技术．2016．