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国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 1 页 杭州海康威视系统技术有限公司 电力行业系统解决方案电力行业系统解决方案 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 2 页 杭州海康威视系统技术有限公司 阅读提示 一、文档类别 内部公开 二、适用性简述 适用于国家电网智能变电站集采及试点项目使用。三、关联可参考文档 iVMS-8800国家电网新一代变电站智能辅助监控系统解决方案 V1.2.vsd iVMS-8800国家电网新一代变电站智能辅助监控系统解决方案 V1.2.pdf iVMS-8800国家电网新一代变电站智能辅助监控系统解决方案 V1.2.xlsx iVMS-8800国家电网新一代变电站智能辅助监控系统解决方案 V1.2.pptx 杭州海康威视系统技术有限公司 公司总部：杭州市滨江区东流路700号 客服热线:400-700-5998 网址:http:/ 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 3 页 杭州海康威视系统技术有限公司 文档控制 序号 修订内容 修订时间 修订人 审核人 1 第一版方案设计 V1.0 2014.08 江智洲 江智洲 1 第一版方案升级 V1.2 2015.03 江智洲 江智洲 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 4 页 杭州海康威视系统技术有限公司 正文目录 第 一 章 背景与需求.1 1.1 应用背景.1 1.2 业务现状.1 1.2.1 建设现状.1 1.2.2 存在问题.4 1.3 发展趋势.4 1.3.1 标准完善.4 1.3.2 可视化管理.5 1.3.3 智能应用.6 第 二 章 思路与目标.7 2.1 指导思想.7 2.2 设计原则.7 2.3 设计依据.9 2.4 设计目标.10 第 三 章 系统总体设计.11 3.1 技术路线.11 3.2 系统架构.12 3.3 系统功能.12 3.4 系统特点.14 3.4.1 视频无死角.14 3.4.2 智能业务分析.14 3.4.3 红外在线预警.15 第 四 章 站端系统.16 4.1 站端系统概述.16 4.2 变电站智能辅助监控平台.17 4.2.1 设备介绍.17 4.2.2 主要功能.17 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 5 页 杭州海康威视系统技术有限公司 4.3 视频监控系统.19 4.3.1 监控点部署.19 4.3.2 摄像机选型.20 4.3.3 摄像机类型.20 4.3.4 智能分析单元.30 4.3.5 视频处理单元.31 4.4 动环监控系统.35 4.4.1 智能接口设备.35 4.4.2 动环监控报警主机.36 4.4.3 环境监测系统.37 4.4.4 安全警卫系统.42 4.4.5 门禁系统.48 4.4.6 智能控制系统.52 4.4.7 消防报警系统.55 4.5 监控工作站.57 4.6 网络系统.57 4.6.1 接入交换机.57 4.6.2 网络光端机.58 4.6.3 无线网桥.58 4.7 站端保障系统.58 4.7.1 防雷.58 4.7.2 抗干扰.59 4.7.3 供电电源.60 4.7.4 组屏与布线.60 第 五 章 管理软件.62 5.1 实时监视功能.62 5.2 远程巡视功能.63 5.3 SCADA 联动功能.64 5.4 动环采集及处理功能.65 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 6 页 杭州海康威视系统技术有限公司 5.5 报警管理功能.65 5.6 轨道监控与控制.67 5.7 图像智能分析功能.67 5.8 图像关联性显示.68 5.9 红外热成像功能.68 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 7 页 杭州海康威视系统技术有限公司 图片目录 图 1 变电站智能辅助监控系统结构示意图（现行招标文件）.2 图 2 系统接口示意图.3 图 3 变电站智能辅助监控系统结构示意图（标准报批稿）.5 图 4 变电站智能辅助监控系统结构示意图（海康威视）.12 图 5 站端系统拓扑图.16 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 1 页 杭州海康威视系统技术有限公司 第 一 章 背景与需求 应用背景 智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，与其他环节联系紧密，是统一坚强智能电网安全、优质、经济运行的重要保障，也是实现智能电网自动化特征的主要体现。因此，加强智能变电站的建设，对于国家电网公司坚强智能电网的建设至关重要。根据 智能变电站技术导则 的定义，智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站自动化由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，建立变电站全景数据，是智能变电站自动化的核心部分。而变电站智能辅助监控系统，能够提供安全防护、环境监测、辅助控制等功能，使变电站的运行更为安全、可靠，已成为智能变电站的重要支撑部分。海康威视变电站智能辅助监控系统的设计和开发，起源于 2010 年国家电网首批智能变电站建设试点项目浙江金华 500kV 芝堰变。近年来，海康威视依据国家电网相关规范及标准，结合各网省公司集采项目的实际情况，已成为变电站智能辅助监控系统的重要供货商。业务现状 建设现状 智能电网是未来发展的趋势，促进智能电网各环节协调发展的关键，在于从实体电网、信息系统、业务整合三方面，依靠标准和规范，着力解决能量流、信息流、业务流的高度一体化等方面的问题。在智能电网建设过程中，应坚持统一规划，统一标准，统一设计的原则。智能电网技术标准在智能电网中具有重要的 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 2 页 杭州海康威视系统技术有限公司 战略意义，将贯穿智能电网建设的始终，决定智能电网建设的成败。针对变电站智能辅助监控系统，国家电网也出台了相应的技术标准，各网省公司基本以此为依据进行集中采购。1)变电站智能辅助监控系统技术规范 根据国家电网公司物资采购标准，变电站智能辅助监控系统由视频监控子系统、环境监测子系统、安全警卫子系统、门禁子系统、灯光智能控制子系统等组成。同时平台还预留了通信接口，以便接入相当独立的消防子系统。变电站智能辅助监控系统不是独立的系统，还需与站内信息一体化平台进行信息交互，并通过信息一体化平台与变电站自动化系统（SCADA 系统）进行信息交互、行为互动，满足智能变电站对变电站智能辅助监控系统提出的新需求，综合监控平台与信息一体化平台间采用 DL/T860 规约进行通信。根据现行的国网集采招标文件，变电站智能辅助监控系统（虚线框内）各子系统连接、和其他系统的连接详见下图。变电站智能辅助监控系统结构示意图（现行招标文件）视频监控子系统由各种摄像机、站端视频处理单元、三合一防雷器、连接电缆等组成；门禁子系统由门禁控制主机、读卡器、开门按钮、电磁力锁、连接电缆等组成；环境监测子系统由环境数据采集单元、温湿度传感器、SF6 传感器、风速传 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 3 页 杭州海康威视系统技术有限公司 感器、水浸传感器、空调控制器、连接电缆等组成 安全警卫子系统由红外对射报警器、红外双鉴报警器、电子围栏、连接电缆等组成，报警信号的硬接点输出可连接到站端视频处理单元或智能接口设备的硬接点输入接口；灯光智能控制子系统由灯光控制单元、辅助灯光、连接电缆等组成。2)视频监控系统技术规范 电网视频监控系统是智能电网的一个重要组成部分，广泛应用于电网的建设、生产、运行、经营等方面。由于视频监控系统在不同的建设时期选用了不同的技术和不同厂家的产品，导致了标准不统一、技术路线不一致。国家电网的智能电网建设，要求不同的视频监视系统能够互联互通，满足视频监控系统全局化、整体化的发展需求。为使电网视频监控系统按照统一的标准进行建设，实现电网视频信息的实时监测及应用，特制定了电网视频监控系统及接口，标准分为两个部分：第 1 部分：技术要求；第 2 部分：测试方法。第 1 部分规定了电网视频监控系统组成及各部分的主要功能、性能，基本接口，音视频编解码格式及环境等要求。视频监控系统的基本接口分为两类：接口A 和接口 B，详见下图。系统接口示意图 接口 A：视频监控系统外部接口，即提供视频监控系统与不属于本系统的站 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 4 页 杭州海康威视系统技术有限公司 端系统之间、视频监控系统之间、视频监控系统与其他业务系统之间的接口。接口 B：视频监控系统内部接口，即提供视频监控平台与属于该平台的站端系统之间的接口。存在问题 目前智能变电站已进入全面建设阶段，变电站智能辅助监控系统作为配套系统也进行了大批招标实施，使变电站大步迈向全面感知时代。虽然上文的两个技术规范已定义变电站智能辅助监控系统和视频监控系统，但两个技术规范分别由两个部门制定，缺少对变电站智能辅助监控系统的统一规划，在招标和实施过程中还存在不少问题。变电站智能辅助监控系统主要由视频监控系统和动环监控系统组成。对于视频监控系统：已统一了设备及平台接口，按照技术规范大联网后，可实现站端对主站的信息上传。对于动环监控系统：只定义了站内的系统组成及通信方式，并没有规划主站系统，更没有考虑站端和主站的综合辅助信息交互，使站端动环数据无法上传主站；同时，物资采购标准只定义动环各子系统采用 DL/T860 规约进行通信，并没有考虑实际情况，安全警卫、门禁、灯光智能控制等子系统直接输出 DL/T860 规约难度很大，需通过智能接口设备来实现。发展趋势 标准完善 由于变电站智能辅助监控系统和视频监控系统缺乏统一规划，随着智能变电站的全面实施，问题逐渐暴露出来，各网省公司也通过试点项目来验证标准修订的可行性。国网电科院结合近年来的项目实施情况，已着手标准的修订工作，标准报批稿中的方案如下图所示。国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 5 页 杭州海康威视系统技术有限公司 变电站智能辅助监控平台变电站监控系统传输通信安全防范采集接入联动处理外部系统火灾报警环境监控辅助灯光视频监控数据存储配置管理告警处理界面展示应用接口应用接口设备接口视频接口视频接口 变电站智能辅助监控系统结构示意图（标准报批稿）示意图中的接口模型包括：1)设备接口：实现变电站智能辅助监控平台与各辅助设备的配置管理、实时数据传输、实时告警传输、历史数据查询、实时控制等功能，采用DL/T860 规约；2)应用接口：实现变电站智能辅助监控平台向外部系统和变电站监控系统传输实时数据、实时告警数据，以及视频联动，站内通信采用 DL/T860规约，站端与主站通信采用 104 规约；3)视频接口：实现与变电站视频监控设备之间的实时视频调用、历史视频调用、云镜控制等功能，应符合 Q/GDW 517.1 中的技术要求。可视化管理 无人值守模式推广初期，虽然“遥视”是作为“第五遥”引入，但大多只实现视频复核的功能，视频业务并未真正融入到变电站日常管理中。考虑到数据安全性问题，视频监控系统依然独立于生产系统，极少数电网公司会尝试与综合自动化系统（SCADA）进行视频联动，实现可视化运行管理。随着智能变电站的全面建设，视频监控在变电站运行中的作用将进一步深化，实现设备巡视、倒闸操作的全程可视化管理。根据系统巡视功能，可按运行规定 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 6 页 杭州海康威视系统技术有限公司 对设备进行日常、定期和特殊巡视。同时变电站智能辅助监控系统与生产系统的业务融合也将更加紧密，一键顺控将成为智能变电站的发展方向，视频监控系统参与到操作流程中，能够实现高效、准确的顺序控制。除了可见光视频监控，红外热成像监控作为视频监控的有效补充和扩展，也将成为可视化设备巡检的另一技术支撑。部分网省公司已完成了试点并小规模部署，随着智能变电站的进程推进，将迎来建设高峰。智能应用 变电站的智能化，不仅体现在生产系统的智能化，还应体现在辅助系统的智能化。视频监控作为智能变电站“五遥”功能中不可缺少的部分，已融入到变电站的日常管理中。与传统的监控系统相比，智能视频监控系统具有更优的有效性和持久性。传统视频监控的“被动监控”模式只适用于事后追溯，智能分析技术的应用，变“被动”为“主动”，可以对事件做到“早发现、早预防”。以变电站设备巡视为例，由于变电站监控点位多、视频信息量大、无效视频信息多，通过智能视频分析过滤功能可减少无用视频信息，将大量无用信息过滤在前端，制定分析策略后将有价值的视频信息提取并存放到上级平台，能够有效降低工作人员的监控压力。通过智能视频监控系统可以主动发现变电站内的异常情况（比如表计读数超限），在事件发生时就及时发现并进行控制，从而预防并减少设备突发事故。国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 7 页 杭州海康威视系统技术有限公司 第 二 章 思路与目标 指导思想 变电站智能辅助监控系统设计的指导思想是：深入贯彻落实科学发展观，以智能电网发展战略为指导，以辅助系统建设现状为基础，以实现辅助系统的标准化、一体化和智能化特征为目标，以先进适用技术为支撑，以满足多元化电力管理需求为目的，立足国网，统筹规划，实现电网“智能”与“坚强”高度融合，实现电网生产系统与辅助系统的协调发展。1)标准化 系统满足电网公司辅助系统相关技术规范，并针对技术规范开发了标准化产品。除了硬件设备满足接口规范，平台软件也符合主流电力通信标准（如 DL/T860规约、CDT 规约、104 规约），能够与电力运行管理系统实现对接。2)一体化 系统能够实现辅助系统的一体化综合监控，对视频监控、环境监测、安全警卫、消防报警、门禁、SF6 泄漏报警、智能控制等子系统进行融合并建立联动预案。3)智能化 系统功能提高智能化设备巡视功能，可按运行规定对设备进行日常、定期和特殊巡视。在巡视过程中，通过视频分析设备，能够提供各种智能分析功能，如对仪表读数、刀闸状态、刀闸（开关）分合指示牌状态、控制柜指示状态进行识别；通过红外热像仪，能够对设备的早期故障进行预防。系统还能够实现与电力生产系统（如 SCADA 系统、信息一体化系统）的智能视频联动，任何操作任务都能够关联相应的摄像机预置位，实现可视化运行管理。设计原则 随着信息技术的飞速发展，新技术不断涌现。变电站智能辅助监控系统，必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构，以便支持今后不断更新和升级的需要，从而保护投资。同时本方案以满足实际应用为出发点，设计时主要遵循以下 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 8 页 杭州海康威视系统技术有限公司 原则：1)规范性 设计将符合国家电网的变电站智能辅助监控系统技术规范、电网视频监控系统及接口的技术要求，并结合当地电网公司的建设现状。2)可靠性 系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。本方案从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都将持续秉承系统可靠性原则，均采用成熟的技术，具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。同时系统的使用不能影响站内被监控电气设备的正常运行。3)兼容性 国家电网制定了技术规范，为了规范系统建设，以后的新建系统都会参照执行。但原有站端系统已投入使用，且未达到使用年限，大规模更换并不现实。本方案需要充分考虑对原系统的利旧，保护原有投资，最大程度地降低系统造价和安装成本。4)先进性 在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，包括先进的传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存储技术、控制技术，另一方面使系统具有强大的发展潜力，设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。5)扩展性 系统应充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准（国家电网技术规范），确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；在设计和设备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。系统加入新建变电站时，只需配置站端系统设备、建立和上级主站的连接，在管理平台做相应配置即可，软硬件无须做大的改动。6)易用性 系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护，人机对话界面 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 9 页 杭州海康威视系统技术有限公司 清晰、简洁、友好，操控简便、灵活，便于监控和配置；采用稳定易用的硬件和软件，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的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。7)安全性 综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在前端采用完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全，在前端与监控中心之间必须保障通信安全，采取可靠手段杜绝对前端设备的非法访问、入侵或攻击行为。数据采取前端分布存储、监控中心集中存储管理相结合的方式，对数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应急响应和日志记录。设计依据 系统规划设计必须按照国际、国家和行业的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行，但不仅仅限于以下所列范围。智能变电站辅助系统综合监控平台通用技术规范 智能变电站辅助系统综合监控平台专用技术规范 电网视频监控系统及接口（Q/GDW517-2010）智能变电站技术导则（Q/GDW383-2009）变电站智能化改造技术规范（Q/GDW4142011）智能变电站一体化监控系统功能规范（Q/GDW678-2011）智能变电站一体化监控系统建设技术规范（Q/GDW679-2011）变电站通信网络和系统（DL/T860）循环式远动规约（DL451-91）远动设备及系统 第 5-104 部分：传输规约采用标准传输协议集的 IEC 60870-5-101 网络访问（DL/T634.5104-2009）国家电力监管委员会第 5 号令 电力二次系统安全防护规定 火灾自动报警系统设计规范（GB 50116-2008）视频安防监控系统工程设计规范（GB 50395-2007）视频安防监控系统技术要求（GA 367-2001）国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 10 页 杭州海康威视系统技术有限公司 设计目标 变电站作为智能电网的核心环节，稳定运行的重要性不言而喻。为满足电力运维中心对变电站的多元化管理需求，需建立一套适应变电站安全生产的现代化变电站智能辅助监控系统。系统以现代信息技术为支撑，网络互联互通、信息资源共享、应用功能完备，主要实现以下目标：变电站智能辅助监控系统将对站内视频监控、环境监测、安全警卫、消防报警、门禁、SF6 泄漏报警、智能控制等辅助子系统进行集成管理，符合大运行体系建设；变电站智能辅助监控系统能够与站内生产系统、调控中心主站系统进行信息交换；充分利用视频资源，对变电站一、二次设备运行状态进行巡视，并通过SCADA 联动，对倒闸操作的结果进行视频复核，保障变电站稳定运行；对设备异常进行及时预警，对安全事件进行有效防范，降低和控制意外事故发生的风险；通过变电站智能辅助监控系统，形成设备巡视报表及各类统计报表，供主管部门统筹决策。国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 11 页 杭州海康威视系统技术有限公司 第 三 章 系统总体设计 技术路线 从海康威视参与国家电网首批智能变电站项目至今，通过近几年对智能变电站项目的不断实践，对变电站智能辅助监控系统的设计及开发，我们遵循的技术路线如下：在变电站智能辅助监控系统的方案设计和项目实施时，严格按照国家电网的变电站智能辅助监控系统技术规范和电网视频监控系统及接口，采用符合标准的硬件产品和监控平台；在变电站重要区域，部署高清摄像机，通过高清监控看清重要设备的细节部分，减少工作班的巡检压力，部分区域还需部署轨道摄像机；在变电站周界和重要设备区域，部署智能分析设备，变“被动监控”为“主动监控”，对仪表读数、刀闸状态、刀闸（开关）分合指示牌状态、控制柜指示状态进行识别，减少运维中心的监控压力；在变电站制高点，部署红外热像仪，对变电站设备的温度状态进行实时监控并红外成像，通过温度提前发现设备故障；智能接口设备需实现对辅助子系统（除视频）的统一接入管理，并通过DL/T860 规约与变电站智能辅助监控平台通信，子系统间配置智能预案，一旦报警即可触发相关联动；视频监控系统采用国网 B 接口接入变电站智能辅助监控平台，实现可视化复核，并与调控中心实现信息交互；变电站智能辅助监控平台是变电站智能辅助监控系统的核心环节，整合了站内辅助系统，并通过 DL/T860 规约与信息一体化平台实现信息互动，同时通过 DL/T860 规约与调控中心实现信息交互；国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 12 页 杭州海康威视系统技术有限公司 系统架构 变电站智能辅助监控系统结构示意图（海康威视）在变电站站端，变电站智能辅助监控平台管理站端的所有辅助系统，通过国网 B 接口和 104 规约分别上送视频信息及环境信息至中心主站，并通过 DL/T860与信息一体化平台进行信息交互。系统功能 1)实时监控 采用海康威视的高品质摄像机，具有防尘、防水等功能特性。实时获得监控区域内清晰的监控图像，各种型号系统的摄像机可以满足不同区域监控点的监控需求，实现 24 小时不间断监控。并且可以对带云台设备进行云台操作，对视角、方位、焦距的调整，实现全方位、多视角、无盲区、全天候式监控。2)录像及检索 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 13 页 杭州海康威视系统技术有限公司 前端的视音频信号接入视频处理单元存储数据，达到前端存储的需要，以供事后调查取证；通过支持 SMART 功能的 NVR，支持基于智能侦测事件的快速检索；支持基于区域入侵、越界侦测的录像后检索，可在回放中自定义智能规则快速检索，录像搜索随心所欲。3)语音功能 通过广播功能，工作人员能够对现场工作进行指导，对违章操作进行警告；通过语音对讲，上级管理部门能够和变电站现场人员进行沟通。4)红外热成像 通过变电站制高点部署的红外热像仪，对重要设备进行轮巡，实时监测设备温度，一旦发现温度异常，及时产生报警。5)智能分析 采用图像智能分析系统对变电站内的设备状态进行分析，对仪表读数、刀闸状态、刀闸（开关）分合指示牌状态、控制柜指示状态进行识别，表计读数超限能够及时预警，同时识别后的结果可通过 DL/T860 规约上传至信息一体化平台。6)行为分析 通过 SMART 摄像机，对于重要区域采用智能分析技术，通过行为分析和智能跟踪的方式，实现安全防范监控；本系统中主要对穿越警戒面、区域入侵、进入区域、离开区域等多种行为进行识别和触发报警。7)车牌及车辆识别 通过电站出入口部署的摄像机，对进入车辆进行抓拍，识别车牌信息及车型、车身颜色。8)环境监测 通过传感器实时采集相关环境数据，例如温湿度、风速、水浸、SF6 浓度等相关信息，在站端平台实现信息汇聚并转发至运维中心，生成曲线和报表，方便实时监控、历史查询、统计分析，数据出现异常时可以联动报警。9)处置预案 通过视频监控系统和其他辅助系统的关联，能够提供丰富的视频预案：客户端联动、报警录像等。有助于相关部门第一时间发现事故点，迅速做出反应，把事故损失控制到最小范围。国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 14 页 杭州海康威视系统技术有限公司 除了视频预案，系统还支持其他处置预案，比如：当温湿度越限时，能够自动开启空调；当电缆沟积水越限时，能够自动开启排水；当开关室 SF6 浓度越限时，能够自动开启排风。10)巡视预案 系统支持可视化巡检预案，可按运行规定对设备进行日常、定期和特殊巡视，根据人工巡检的路线，把沿途多个监控点的多个预置位添加进预案，一旦发现问题可截图并标注问题，及时通知相关部门。相较于人工巡检、手工纸质记录的传统巡检方式，该预案可大大提高巡检质量及到位率。11)业务联动 通过电力行业标准协议与生产系统对接后，当遥控操作或发生故障时，视频监控系统将收到生产系统发送的遥控、遥信信号，联动相关监控点的预置点，实现可视化运行管理。12)远程维护 通过平台软件能够对前端设备进行校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。设备提供远程访问功能，运维人员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高的设备维护效率。系统特点 视频无死角 变电站某些特殊区域，由于监控角度较小、空间狭小或者环境危险等各种原因，不适合安装多台摄像机。通过在变电站各类保护小室、10KV 开关室、35KV开关室内安装轨道式摄像机，变电站智能辅助监控系统可以远程对轨道摄像机进控制操作，可以实时获取每个控制（保护、高压）柜上的所有监控信息，实时上传中心主站。轨道监控摄像机可进行水平、垂直两个方向的运动，确保了监控目标不留死角。智能业务分析 智能化是视频监控发展的必然趋势，智能视频分析技术的出现正是这一趋势 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 15 页 杭州海康威视系统技术有限公司 的直接体现。如果把摄像机看作人的眼睛，而智能视频系统则可以看作人的大脑。智能视频监控系统能够识别不同的物体，发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，提高报警处理的及时性，从而能够更加有效的协助工作人员预先发现危机，并最大限度的降低误报和漏报现象。变电站早期的智能视频分析主要应用于区域防范，防止人员误入带电区域引发人身伤亡事故。随着智能视频分析技术与电力行业的深度融合，已被逐渐应用于变电站的日常管理中。在变电站设备巡视、倒闸操作中，变电站智能辅助监控系统能够实现以下功能：对变电站所有的仪表进行全部的、准确的监控，实时获得变电站内每个仪表的读数，对仪表读数超过警戒值的，系统智能报警；对变电站断路器、隔离开关的分合指示牌进行智能分析，并将分析结果上传信息一体化平台；对变电站断路器、隔离开关保护屏柜上的分合指示灯进行智能分析，并将分析结果上传信息一体化平台。红外在线预警 在电力行业，很早就将热像仪运用于设备的安全检修上，通过其对电气设备和线路的热缺陷进行探测，如变压器、套管、断路器、刀闸、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、组合电器、绝缘子串、低压电器以及具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备的二次回路等，这对于及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到非常关键而有效的作用。红外成像技术已毋庸质疑地成为预防性维护领域最有效的检测工具。为了保障设备的可靠运行，工作人员需采用便携式红外热像仪定期对设备进行红外扫描，以确保设备运行在正常温度。但这种巡检方式不具有实时性，无法在设备运行状态改变后及时了解设备温度，通过在线红外热像仪可以实时监控主要设备的温度，解决过热无法被及时发现的问题。国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 16 页 杭州海康威视系统技术有限公司 第 四 章 站端系统 站端系统概述 站端系统主要由变电站智能辅助监控平台、视频监控系统、动环监控系统、网络设备、站端客户端等组成，实现对变电站现场视音频及各种环境信息采集、处理、监控等功能；站端系统仅向地市级主站系统提供一个 IP 地址供访问。整个站端系统以变电站智能辅助监控平台为核心，实现信息汇聚、站端预案等功能。视频监控系统包括常规视频监控、智能视频监控、红外热成像监控。动环监控系统以智能接口设备为核心，可采集环境监测、安全警卫、消防报警、智能控制、门禁等子系统的信息，并转换成 DL/T860 规约。动环监控报警主机可通过 4-20mA、IO、RS-485 接口接入环境监测、安全警卫、消防报警、智能控制等系统。站端系统拓扑图 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 17 页 杭州海康威视系统技术有限公司 变电站智能辅助监控平台 设备介绍 随着智能变电站的推广，站端系统不仅仅是视频监控系统，还需要接入其他辅助系统，辅助系统的整合程度，是能否具备实用性的关键所在。只有有效整合并实现辅助系统的综合监控，才能使整个系统发挥作用。变电站智能辅助监控平台是海康威视自主研发的产品，研发阶段综合了国家电网视频及环境监控系统的现有规范、发展趋势。变电站智能辅助监控平台内置变电站智能辅助监控系统站端平台，除了实现信息汇聚等站端平台功能外，还能承担主站系统的前置机功能，实现部分主站系统功能（如联动预案等）。站端平台能够按需配置软件功能模块，可广泛应用于国家电网新建、改造的智能变电站项目。主要功能 变电站智能辅助监控平台所起的作用至关重要，除了实现基本的设备管理、流媒体管理、站端预案部署外，还能实现系统对接、双机热备功能外。1)站端设备管理 由于电网内部 IP 地址数量有限，站端系统仅分配到一个 IP 地址供地市级主站系统访问，但部分高电压等级变电站的设备（DVR、H-DVR、NVR、IPC 等）都大于 1 台，变电站智能辅助监控平台很好地解决了这个问题。在前端，视频设备都具有独立的局域网 IP，这些设备的信息及 IP 地址都通过变电站智能辅助监控平台统一管理并集中向平台注册。变电站智能辅助监控平台具备双以太网口，一个配置综合数据网的 IP 地址，一个配置前端局域网的 IP 地址，平台通过一个IP 即可访问前端所有视频设备。2)流媒体管理 变电站智能辅助监控平台相当于前端流媒体管理单元，实现转发及流控制。由于 IPC 内置芯片处理能力有限，并发的视频路数有限。只需从 IPC 取一路流即可通过流转发功能可以满足平台实时预览、前端实时预览、前端存储的需求。对 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 18 页 杭州海康威视系统技术有限公司 于视频回放，需根据客户端的回放速率，来确定输出码流，变电站智能辅助监控平台能够通过流控制满足不同回放模式。3)站端预案部署 现阶段变电站辅助系统大多通过串口、以太网口反映现场情况，需要通过平台解析智能设备的协议，再启动处置预案。虽然有很多措施确保前端与主站系统间的通信，但无法避免突发事件的发生。变电站智能辅助监控平台独有的站端预案功能，把主站系统的部分功能前置，在完成配置的情况下无论平台是否存在，都能独立工作。根据预案启动视频联动及系统联动，确保突发情况下系统的正常工作。4)系统对接 内置 DL/T860 规约模块，与信息一体化平台实现对接，当接受到 SCADA 系统的遥信信号后，能够联动摄像机的预置位，进行可视化复核。内置 104 规约模块，能够上传环境量遥测、遥信信号至调度端环境主站，并接受调度端环境主站的遥控、遥调信号；内置 B 接口模块，能够上传联动视频信息至调度端视频主站，并接受调度端视频主站的云台控制信号。5)权限管理 当信息一体化平台的控制信令和调度端主站的控制信令冲突后，能够进行权限判定，并在判定后转发高优先级信令至前端设备。6)主备冗余 鉴于变电站智能辅助监控平台的重要功能，可通过硬件双机热备来保障其稳定运行，但双机的切换需要软件来实现。变电站智能辅助监控平台之间通过“心跳侦测”机制检测对方是否正常工作，一旦工作变电站智能辅助监控平台发生故障，备用变电站智能辅助监控平台就能接管工作。为了确保“心跳侦测”机制的可靠性，通过以太网口和串口双重检测机制，最大程度避免的误报。在前端局域网中，主备变电站智能辅助监控平台都有独立的对内 IP（比如 192.168.1.2、192.168.1.3），对内 IP 可实现双机定期互相备份数据。同时每个设备可配置多个IP，主备变电站智能辅助监控平台都配置统一对外 IP 出口（比如 192.168.1.4），对外 IP 只会在工作变电站智能辅助监控平台中生效。国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 19 页 杭州海康威视系统技术有限公司 视频监控系统 视频监控系统主要负责对全站主要电气设备、安装地点及周边环境进行全天候的常规视频监控，同时能与其它子系统进行报警联动，满足运行管理对安全、巡视的要求。除了常规视频监控外，本方案还采用红外热成像监控、智能视频监控，以此提高系统的实用价值。监控点部署 变电站是输变电网的枢纽，安装有大量一次设备，还配套有二次设备、计算机设备、通信设备，任何设备都关系到变电站的安全运行，同时场地环境也影响着设备的运行状况。不同电压等级的变电站，监控点数量也不同（由各地招标要求决定），如部署点位数量有限，需部署在重要区域：变电站大门：监视进出变电站人员及车辆的情况，可配合门禁使用，用于刷卡人员或忘带卡人员的身份验证；变电站围墙：对变电站周界进行防入侵监视，安防设备报警能联动视频；变电站全景：全面了解变电站的现场情况，监视进出变电站、建筑物、设备场地的人员、车辆，监视设备场地的环境状况；主变场地：监视主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、渗漏油、风扇状态等，监视该区域断路器、隔离开关、接地刀闸的外观状态、分/合状态，监视该区域管母（或母排）外观状态以及和刀闸的接触状况；线路场地：监视该区域断路器、隔离开关、接地刀闸的外观状态、分/合状态，监视该区域管母（或母排）外观状态以及和刀闸的接触状况，监视该区域并联电抗、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状态；高压室：监视变电站内高压室（开关室、电容器室、所用变室、消弧线圈室）的运行状况、设备的外观状态；室内重要区域：监视进出室内（主控室、继保室、通信室、蓄电池室）的人员情况及室内设备的外观状态。国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 20 页 杭州海康威视系统技术有限公司 摄像机选型 前端摄像机的监控范围大小、视频采集质量将影响整个视频监控系统的质量，系统设计时应根据变电站智能辅助监控系统技术规范并结合现场实际监控需求，选择合适的产品，保障视频监控的效果。变电站大门监控应采用智慧出入口摄像机，对进入电站的车辆进行监控，并获取车身颜色、车型、车牌、驾驶员人脸信息，支持星光级监控、下挂式外置 LED 灵活补光、强光抑制功能；室外全景监控（主控楼顶）宜采用网络激光云台，实现大范围监控的需要，支持 SMART 功能；大范围场地监控（一次设备监控）应采用网络高清云台，考虑到大场景下补光效果不佳，同时需还原现场色彩，需采用白光补光，并配置雨刷，用于雨天开启清洁功能，同时支持 SMART 功能；大范围场地监控（道路或区域监控）应采用网络高清球机，考虑到大场景下补光效果不佳，需采用红外球机，并配置雨刷，用于雨天开启清洁功能，同时支持 SMART 功能；主控室监控应采用红外高清球机，不带雨刷功能；小范围监控（仪表或区域）应采用网络高清摄像机，考虑到室外环境下补光效果不佳，需采用红外筒机，同时支持 SMART 功能；某些特殊区域，由于监控角度较小、空间狭小或者环境危险等各种原因，不适合安装多台摄像机，宜部署轨道摄像机，选择球机挂载在轨道上；对于需要测温的场景（比如主变区域、变电站进线侧设备区等）应部署红外热成像，具备实时在线监测功能；网络高清图像分辨率达 720p 以上；室外摄像机应达到 IP66 防护等级。摄像机类型 4.3.3.1 智能出入口摄像机 通常情况下，只有电站工作用车会周期性进出电站；当事故情况下，检修车 国家电网新一代变电站智能辅助监控系统 第 21 页 杭州海康威视系统技术有限公司 辆才会进入电站。电站作为电力系统的重要防护对象，需杜绝无关车辆进入电站，对进出车辆进行记录和识别。在车辆通过时，智能出入口摄像机能准确识别包含车牌、车型、车身颜色的信息，并在视频上叠加结构化数据（如以上车辆信息）。视频监控输出分辨率达到 19201080，视频分析范围覆盖相邻 3 车道，同时支持来向车辆和去向车辆分析。摄像机支持超低照度成像，彩色 0.0021 lux(F1.2,AGC ON)，黑白:0.00021 lux(F1.2,AGC ON)。同时采用摄像机成像控制模块和下挂式外置补光灯之间的反馈控制技术，满足星光级监控需求。采用强光抑制技术，防止强逆光、强顺光环境下对拍摄造成的影响。4.3.3.1.1 车牌信息识别 系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。1)车牌号码自动识别