配电网低压智能监控系统设计与分析

贺大为 张正华 于卫

摘 要：近年来，如何有效对配电网终端及周边进行视频监控和安全防范是配电网自动化系统新的需求和研究的热点课题。为解决该问题，需从解决远程实时视频监控和远程数据采集两个方面着手。本文提出的配电网低压智能监控系统以实时视频监控和信号量远程采集和实时控制为核心，实现了对远端的视频监控、报警和实时控制等功能。该系统符合配电网终端的监控需求和现场条件，能够保证无人值守配变电站的安全运行，满足供电管理部门和配网自动化系统对终端安全生产保障和设备安全防范的需要。

关键词：配网自动化 智能监控 视频轮询 报警联动

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（b）-0003-02

1 背景介绍

随着智能配电网技术的发展和电力系统自动化建设进程的不断推进，如何有效地对配电网终端及周边进行视频监控和安全防范成为电力生产部门和配网自动化系统新的需求点和研究的热点课题[1]。

为推进配网自动化、智能化的发展进程，加强对变电站及无人值守变电站在安全生产，防盗保安，火警监控等方面的综合管理水平，实现国家电网“三集五大、两个一流”的目标[2]，需要搭建集中式的综合监控系统[3]。除了对各个配电网终端现场进行实时视频监控，还需要将配电网终端的现场图像通过通信网络实时地传输到监控中心平台，并保存在本地服务器，以便管理人员随时查看和调用[4]。借助网络，管理人员则可实时地获取通信网络同步传输过来的报警信号，并通过通信网络，利用远程信号采集控制单元对现场设备进行实时控制。基于此，本文提出了适用于配电网的低压智能监控系统，并给出了系统总体设计方案。

2 系统设计

2.1 系统设计目标

系统设计的主要目标有：（1）通过网络实现监控视頻图像的传输；（2）用户通过客户端或网页可以实时查看远程监控视频；（3）实现定时或手动控制的监控视频轮询；（4）实时反馈远程终端的报警信息；（5）平台软件和远程信息采集与控制单元实现报警信息触发与视频监控之间的联动；（6）实现配电网终端本地存储和服务器集中存储两种方式的视频备份；（7）实现平台软件的告警、日志管理等功能。

2.2 系统的组成

根据本系统设计的目标，智能监控系统的主要组成部分如图1所示。

由图1可知，本系统主要由监控中心平台、监控终端设备和通信网络3个部分组成。该系统以监控中心平台为核心，将各个功能模块从远端采集的实时数据进行统一管理，集中存储，统筹联动。

其中智能监控中心平台，分别由智能监控中心软件服务平台和客户端平台两部分组成。智能监控中心软件服务平台是整个智能监控系统的核心，它通过各种服务承担着与远程终端监控设备进行数据通信，集中管控各种数据信息的任务，负责向客户端软件进行数据转发，并提供一系列服务接口供其他软件程序进行调用。而监控中心客户端软件平台则是面向用户的人机交互软件，向用户展示监控视频和其他各种远端数据，完成用户下达的各种任务。

监控终端设备则是部署在配电网终端的各种类型的配变电站等设施，对其进行监控、监测的现场设备。主要包括视频监控设备、远程数据采集与控制模块、智能开关设备、报警器设备、以及供电模块。

通信网络是系统实现数据传输的关键和核心，通过通信网络，监控中心发出的控制指令能够准确地传送到智能监控终端，同时智能监控终端的数据信息也通过通信网络传送到监控中心。

3 系统主要功能分析

本系统的主要功能包含以下几个方面。

（1）视频监控与轮询。

通过监控平台的软件客户端对远方配电网终端进行视频监控，实时了解配变电站的安全状况，确定设备运转情况。同时监控平台提供视频轮询功能，即在手动或者定时启动轮询功能后，软件按照顺序依次播放各个监控点的实时视频，每个变电站播放30s，方便监控管理人员定期对各个配变电站进行集中查看。

（2）视频数据的存储与回放。

各个配电网终端现场设置录像设备，对该监控点的视频录像进行本地存储。同时，通过监控中心平台服务器对从各个监控点获取的监控视频进行集中存储，并可以在监控中心软件平台上对服务器上存储的视频录像备份进行回放、管理。

（3）开关量数据采集。

监控中心平台可以实时采集远程终端部署的智能开关设备上传输的信号量。当智能开关设备被非法开启时，采集到的信号量反馈到监控中心，并在监控软件平台界面发出警报信息。

（4）报警联动。

当远程数据采集模块采集到的信号实时反馈到监控中心软件平台时，平台在发出报警信息的同时，监控显示界面将自动跳转到报警信号发出的监控点，方便监控中心工作人员及时对该监控点的状态进行查看，实时了解报警信息发生的原因。同时，对非法闯入、非法开启终端设备箱等情况，可以通过远程命令开启监控点设置的声光报警器，通过声光报警对非法闯入人员进行警示，并通知管理人员及时响应。

（5）系统日志。

系统会自动记录并保存监控中心平台的运行状态，包括远程设备的连接信息，轮询和报警信息及报警处理等的相关记录，以便在系统运行发生故障或报警统计和后续处理时，提供必要的资料。

（6）C/S客户端访问模式。

系统采用客户端/服务器模式进行监控中心平台的构建。服务器对远端智能监控设备进行集中管理并对客户端提供的Web Service服务，客户端通过调用服务器Web Service的相关方法，同时通过图形界面完成与用户交互。

4 结语

本文以电力系统配电网终端的智能监控需求为目标提出了适用于配电网的低压智能监控系统，并给出了系统总体设计方案和部分功能分析，该系统以实时视频监控和信号量远程采集和实时控制为核心，实现了对远端的视频监控、报警和实时控制功能。该系统符合配电网终端的监控需求和现场条件，能够满足供电管理部门和配网自动化系统对终端安全生产保障和设备安全防范的需要。经测试和验证，本系统满足设计要求，已正式投入使用。

参考文献

[1] 辛文增，史阳.浅析现代配网自动化的发展[J].科学导报，2016（6）：259.

[2] 国家电网公司.智能变电站建设技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

[3] 樊陈，倪益民，窦仁晖，等.智能变电站一体化监控系统有关规范解读[J].电力系统自动化，2012，36（19）：1-5.

[4] 黄冀华，徐元彬，胡龙生，等.智能监控系统在变电站运行管理中的应用[J].华东电力，2014，42（8）：1722-1724.