光伏电站运维一体化综合管理系统解决专业方案.docx
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1、电力行业系统处理方案光伏电站运维一体化管理系统目录第 一 章 背景和需求81.1 行业背景81.2 现实状况分析91.3 系统需求10第 二 章 思绪和目标112.1 指导思想112.2 设计标准112.3 设计标准122.4 设计目标13第 三 章 系统总体设计153.1 技术路线153.2 系统架构163.2.1 系统拓扑163.2.2 系统组成163.2.3 系统组网173.3 系统功效173.3.1 基础功效173.3.2 扩展功效193.4 系统特点193.4.1 智能:多智能技术整合应用193.4.2 高效:各技防系统深度融合203.4.3 安全:有效数据安全策略203.4.4 可
2、靠:完善运维管理机制20第 四 章 站端系统设计214.1 站端系统概述214.2 视频监控系统214.2.1 监控点分布224.2.2 摄像机选型224.2.3 监控点配套234.2.4 智能出入口摄像机244.2.5 SMART摄像机254.2.6 视频处理单元314.3 入侵报警系统344.3.1 系统概述344.3.2 系统架构344.3.3 设备类型364.3.4 设备布署384.3.5 系统功效384.4 出入口管理系统394.4.1 门禁系统394.4.2 可视对讲门禁系统414.4.3 伸缩门424.4.4 系统功效424.5 环境监控系统444.5.1 动环监控报警主机454
3、.5.2 环境监测子系统454.5.3 火灾报警子系统484.5.4 智能控制系统494.6 主控室系统524.6.1 管理服务器534.6.2 监控工作站554.6.3 高清解码器554.6.4 显示系统56第 五 章 中心系统设计615.1 中心系统组成615.2 服务器615.3 工作站655.3.1 监控工作站655.3.2 配置工作站665.4 存放系统665.4.1 CVR存放模式665.4.2 存放配置685.5 解码系统695.6 显示系统725.6.1 产品介绍725.6.2 关键功效735.7 网络系统775.7.1 主干交换机775.7.2 防火墙77第 六 章 平台软件
4、设计796.1 平台总体架构796.1.1 基础平台层806.1.2 平台服务层806.1.3 业务层806.1.4 应用层806.2 平台关键技术806.2.1 中间件技术816.2.2 构架/构件技术816.2.3 工作流技术816.2.4 XML和Web Services技术826.3 平台模块826.4 平台功效836.4.1 通用业务功效836.4.2 基础管理功效886.4.3 扩展业务功效926.5 平台运行环境956.5.1 硬件环境956.5.2 软件环境956.6 平台性能指标96第 一 章 背景和需求1.1 行业背景光伏发电是依据光生伏特效应原理,将太阳光能直接转化为电能
5、。现在全球大气污染日益严重,为了应对环境危机,加紧清洁能源应用势在必行。光伏发电是清洁能源关键组成部分,发展前景宽广。政府工作汇报:提升非化石能源发电比重,激励发展风能、太阳能;政府工作汇报:能源生产和消费革命中,要大力发展风电、光伏发电、生物质能。从去年到现在国家所颁布各类新能源政策来看,国家确实正在布局大力发展新能源行业。12月,国家能源局公布了三项和光伏建设相关文件(国家能源局相关推进分布式光伏发电应用示范区建设通知、国家能源局综合司相关做好太阳能发展“十三五”计划编制工作通知、国家能源局综合司相关做好光伏发电项目接网工作通知),公布了30个国家首批基础设施等领域激励社会投资分布式光伏发
6、电应用示范区,要求各地深入督促协调相关各方做好光伏发电接网及并网运行工作,在5月底前形成全国太阳能发展“十三五”计划初稿。由此可见,新能源行业在将迎来一个新元年,光伏发电大有可为。并网光伏发电系统是由光伏方阵、逆变器、升压变组成,不经过蓄电池储能,经过逆变升压后直接将电能输送到电网,由电网统一调配向用户供电。其中集中式大型并网光伏电站,大多全部是国家投资,投资大、建设周期长、占地面积大。因为土地成本考虑,电站通常地处偏远地域,站内生产区域又广,给运维管理带来了很多不便。作为中国第一、世界第三安防企业,海康威视应需而动,针对光伏电站运维管理中碰到难点,开发出光伏电站运维一体化管理系统处理方案,开
7、启了光伏电站运维管理新思维,助力电站“智能、高效、安全、可靠”运行。1.2 现实状况分析光伏电站因为地处偏远地域,上下班极为不便,采取倒班轮休制度,站内日常值班人员有限,而且管理生产场地占地又广,给运维管理带来了极大不便。为了辅助日常生产管理,电站内需布署一系列辅助系统,包含视频监控、入侵报警、出入口管理、环境监测、火灾报警、智能控制等系统。依据本企业对部分光伏电站调研和和设计院交流,发觉大多数电站只实现了常规布署和功效,而且现有系统也没有有效应用起来,在系统功效、资源共享、业务整合上存在诸如以下各个亟待改善方面:l 现有视频监控系统利用率低,智能化程度不高,且部分关键区域仍存在监控盲区;l
8、视频监控系统和生产监控系统没有信息交互,当操作或故障时没有视频复核;l 因为光伏电站场地空旷,灰尘风沙较大,场地摄像机易附着灰尘,依靠人工维护很不便;l 入侵报警、出入口管理、环境监测、智能控制等系统只实现了常规布署和功效,没有根据光伏电站实际情况进行设计;l 各系统通常情况下均需要安装配置软件及操作软件,造成机房软硬件冗余、系统管理员业务不精或工作疏漏;l 没有统一数据库,无法在内部实现信息共享,和系统数据统一管理和维护;l 各系统在功效实现上各自分工,系统联动多数局限于硬件联动,增加实施和维护复杂度;l 电站没有统一平台,无法实现站端设备集中监测,无法配置全局预案,实现统一平台下业务优化,
9、增加了系统运维成本及安全隐患;l 总部无法实现远程查看所辖电站运行数据,大部分系统信息不离站端,不利于总部管理。鉴于以上分析,怎样对各系统资源进行有效整合,最大程度挖掘现有辅助系统潜力,最大程度提升运维效率,增强系统安全性,已成为光伏电站管理中急待处理问题。1.3 系统需求结合系统现实状况分析及项目实际需求,光伏电站运维管理迫切需要一体化管理系统,系统需求关键分子系统及一体化管理平台两方面。子系统布署及管理需求:l 电站内关键区域应无监控盲点、监控点能够正常输出视频信号,确保主控室、监控中心对电站全方面监视、监管,并能自动清洁摄像机;l 电站内关键区域监控点能够支持高清监控,看清进入区域人员脸
10、部,并支持行为分析,在布防情况下一旦发觉异常情况(如非法闯进、徘徊、聚集),能够立即报警;l 电站内需依据现场实际情况布署入侵报警系统,关键区域还需布署手动报警按钮,并实现报警录像;l 除了在升压站电气设备楼及主控楼布署出入口管理系统,还需在电站进站大门布署出入口管理系统;l 在电站进站大门布署可视对讲设备,便于未认证进站人员和主控室进行对讲核实,核实后由主控室远程开启伸缩门;l 对于站内关键区域环境量,经过传感器进行采集,并经过智能控制设备进行调整。一体化管理平台需求:l 运维一体化管理平台由电站平台和总部平台组成;l 电站运维一体化管理平台需全方面集成电站内辅助系统,实现了视频监控、入侵报
11、警、出入口管理、环境监测、火灾报警、智能控制等子系统完全接入;l 电站运维一体化管理平台需依靠视频监控系统,实现和其它系统联动,从而对辅助系统报警处理、日常运行管理、突发事件处理等多种业务实现可视化管理;l 电站运维一体化管理平台需建立一套高效、智能管理机制,满足统一配置管理、数据共享、功效联动和业务优化等系统需求;l 总部运维一体化管理平台需建立一套安全、可靠管理机制,实现对电站辅助系统集中监控、统一管理、可靠运维。第 二 章 思绪和目标2.1 指导思想在以生产自动化、高度数字化、网络化、机器自组织为标志第四次工业革命带来技术理念变革势必带来管理对应改变,具体表现在新能源电站运维中,即经过电
12、站系统和信息技术完美融合,把设备以网络形式联接起来,形成更开放、更主动通讯系统结构,经过设备和人或设备和设备之间对话交互,使电站在不依靠于人甚至独立于人情况下实现不一样设备单元灵活、动态监测和控制,而且系统能自我更新、智慧升级,以最优化系统各单元性能,达成更高系统效率、更方便运维和监控和愈加快捷通讯和管理,从而增加资源利用率,提升发电效率和收益率。2.2 设计标准伴随信息技术飞速发展,新技术不停涌现。光伏电站运维一体化管理系统,必需是高性能、可扩展计算机网络体系结构,方便支持以后不停更新和升级需要,从而保护投资。同时本方案以满足实际应用为出发点,设计时关键遵照以下标准:1) 规范性设计将符合电
13、力行业及安全防范相关标准规范,并结合项目实际建设现实状况。2) 可靠性系统可靠性是系统长久稳定运行基石,只有可靠系统,才能发挥有效作用。本方案从系统设计理念到系统架构设计,再到产品选型,全部将连续秉承系统可靠性标准,均采取成熟技术,含有较高可靠性、较强容错能力、良好恢复能力及防雷抗强电干扰能力。3) 开放性系统设计采取标准化设计,产品及管理平台严格遵照相关技术国际、中国和行业标准,确保系统之间透明性和互联互动,并充足考虑和其它业务系统连接。在设计和设备选型时,将科学估计未来扩容需求,进行余量设计。4) 优异性在投资费用许可情况下,系统采取当今优异技术和设备,首先能反应系统所含有优异水平,包含优
14、异传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存放技术、控制技术,其次使系统含有强大发展潜力,设备选型和技术发展相吻合,能保障系统技术寿命及后期升级可延续性。5) 易用性系统采取全汉字、图形化软件实现整个监控系统管理和维护,人机对话界面清楚、简练、友好,操控简便、灵活,便于监控和配置;采取稳定易用硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识培训费用,又节省了日常频繁地维护费用。6) 安全性综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在前端采取完善安全方法以保障前端设备物理安全和应用安全,在前端和监控中心之间必需保障通信安全,采取可靠手段杜绝对前端设备非法访问、入侵或攻击
15、行为。对数据访问采取严格用户权限控制,并做好异常快速应急响应和日志统计。2.3 设计标准系统计划设计必需根据国际、国家和行业相关标准和规范进行。本设计将依据和参考以下设计规范和要求进行,但不仅仅限于以下所列范围。1) 电力安全防范设计方面:l 电力设施治安风险等级和安全防范要求(GA1089-)l 电力行业反恐怖防范标准(试行)(电网部分)()2) 安防视频监控系统设计方面:l 中国公安部行业标准(GA70-94)l 视频安防监控系统技术要求(GA/T367-)l 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198)l 工业电视系统工程设计规范(GB50115-)l 入侵报警子系统通用图形符号(
16、GA/T75-)l 建筑及建筑群综合布线工程设计规范(GB/T50311-)l 电线电缆识别标志方法(GB/T6995)l 全介质自承式光缆(YD/T 980-1998)l 建筑设计防火规范(GBJ16-87)l 入侵探测器通用技术条件(GB10408.1-89)l 防盗报警控制器通用技术条件(GB12663-90)l 报警图像信号有线传输装置(GB/T16677-1996)3) 视频监控图像质量方面:l 电视视频通道测试方法(GB3659-83)l 彩色电视图像质量主观评价方法(GB7401-1987)4) 视频系统网络设计方面:l 信息技术开放系统互连网络层安全协议(GB/T17963)l
17、 计算机信息系统安全(GA 216.1-1999)l 计算机软件开发规范(GB8566-88)5) 视频系统工程建设方面:l 智能建筑设计标准(GB/T 50314- )l 入侵报警工程程序和要求(GA/T75-94)l 入侵报警子系统验收规则(GA308-)l 入侵报警工程技术规范(GB50348-)l 电子计算机机房设计规范(GB50174-93)l 建筑物防雷设计规范(GB50057-) l 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-)l 入侵报警子系统雷电浪涌防护技术要求(GA/T670-)l 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-)2.4 设计目标截至底,中国光伏装机总量达30
18、GW,成为仅次于德国世界第二大光伏应用大国。面对如此庞大装机规模,怎样经过维护运行来提升光伏电站发电效率、降低运维成本,确保光伏电站收益最大化成了电站业主、投资者们很关心问题。为了开启光伏电站运维管理新思维,最终实现电站“智能、高效、安全、可靠”运行,需构建一套适应电站现代化管理运维一体化管理系统。系统以现代信息技术为支撑,网络互联互通、信息资源共享、应用功效完备,关键实现以下目标:l 建立覆盖全部光伏电站运维一体化管理系统,对电站运行、设备进行全方位管理,满足电站主控室现场管理、总部监控中心全局监管、管理人员移动办公需求;l 建设运维数据业务专网,运维数据业务专网独立于生产数据业务专网,高带
19、宽传输,实现高清图像及环境、报警信息传输;l 对视频监控、入侵报警、出入口管理、环境监测、火灾报警、智能控制等系统进行集成管理,经过统一用户端进行展现,确保人员高效应用;l 结合事故响应机制布署预案,对突发事件快速做出响应和处理,有效对安全事件进行防范,降低和控制意外事故发生风险;l 充足利用视频资源,监控发电设施运行环境,规范运行、维护及抢修过程,保障光伏电站稳定运行; l 经过现有信息资源,形成各类统计报表,供领导统筹决议;l 采取高科技手段,第一时间掌握设备不在线、工作异常等故障信息,立即排除故障,提升运维效率,降低运维成本。第 三 章 系统总体设计3.1 技术路线海康威视光伏电站运维一
20、体化管理系统是集硬件、软件、网络于一体综合监控系统,以iVMS-8800平台软件为关键,实现多业务融合监控,在主控室、监控中心即可对站端系统集中监控、统一管理,为光伏电站稳定运行保驾护航。在系统设计过程中,除满足光伏电站需求,还将合适技术创新。海康威视光伏电站运维一体化管理系统,将根据以下技术路线:1) 高清视频监控:全方面接入720P及以上高清摄像机,提升视频质量和安防水平,满足细节监控(人脸、车辆特征)需求,支持高清录像存放;2) 智能分析识别:行为分析、车牌识别、车辆特征识别;3) 球机自动清洁:利用雨量传感器监测降雨量,依据平台预置规则,统一开启雨刷功效;4) 可视对讲门禁:集门禁、对
21、讲、视频功效于一体,并能配合主控室进行可视化人员认证,从而远程开启伸缩门;5) 辅助系统融合:实现视频监控、入侵报警、出入口管理、环境监测、火灾报警、智能控制等系统集成,各子系统依据预案进行联动;6) 立体监管模式:实现电站、总部控制中心两级垂直监管,固定网络采取C/S、B/S方法进行访问,移动网络经过手持终端(手机、平板等)进行监管;7) 系统运维管理:IT基础设施管理、视频质量诊疗、带宽优化及控制、资产管理、日志管理。3.2 系统架构3.2.1 系统拓扑图1 光伏电站运维一体化管理系统拓扑图3.2.2 系统组成光伏电站运维一体化管理系统由站端系统(光伏电站)、传输网络、中心系统(总部监控中
22、心)这三个相互衔接、缺一不可部分组成。1) 站端系统站端系统对站内视频监控、入侵报警、出入口管理、环境监测、火灾报警、智能控制等系统进行了整合,关键负责对电站视音频、环境报警信息进行采集、编码、存放及上传,并经过站端平台预置规则进行自动化联动。2) 传输网络运维一体化管理系统承载于运行商公网(ADSL、宽带或3G/4G网络),用于站端和平台之间通信。站端系统电站视音频、环境报警信息可上传至平台,供中心管理人员调用监管。经过总部网络安全隔离装置并经过身份认证后,在运行商3G/4G网络,管理人员也可随时随地在手持终端查看现场情况。3) 中心系统中心系统可管理电站内部全部设备,接收由各区域上报信息,
23、满足中心系统用户视频、环境报警信息查看需求。3.2.3 系统组网因为光伏电站运维一体化管理系统布署在运行商公网,为了保障站端设施和平台信息安全,需在运行商处申请虚拟专网(VPN)服务。VPN是经过公网建立一个临时、安全连接,能够对数据进行加密,达成安全使用互联网目标。VPN是对企业内网扩展,能够帮助远程用户和企业内网建立起可信安全连接。因为运维数据业务网和生产数据业务网全部承载于同一光纤传输网,需依据具体情况,合理分配带宽,并做好安全隔离方法。3.3 系统功效3.3.1 基础功效1) 实时监控采取海康威视高品质摄像机,含有防尘、防水等功效特征。实时取得监控区域内清楚监控图像,多种型号系统摄像机
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