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智能变电站在线监测系统论文摘 要：文章提出了智能变电站在线监测系统的设计结构，并将其分成三个主要部分即变电站前端信号采集系统，网络传输系统和监控中心系统。在工作中采用了硬件压缩技术和软件解压技术来实现对现场设备的远程监控，进而建立了图像监控工作站。网络通信部分的传输充分利用了网络的传输性能，避免了网络传输过程中的拥塞。监控中心系统主要是完成对现场信号的分析和实时监控，并及时提出应对策略。引言最近几年，电力系统的管理体制改革逐步加深，相应的自动化技术也在飞速的发展。而伴随着自动化技术的发展，智能化又被提上了日程，现在智能监控技术正逐步渗透到各个岗位，但是现在智能化的程度不高，对于一些部位的检测难以达到准确、准时的效果，而各种相应信息难以快速准确的递达监测人员与部门领导。为了直观、及时的了解和掌握各变电所安全情况，并对于发生的紧急情况作出应急处理方案，智能检测系统的建立和完善十分重要1。现在智能变电站的研究与物联网的研究已经成为各个国家关注的焦点。智能变电站监测系统的最大特点在于对电力流、信息流和业务流三方面实现了高度一体化建设2。智能变电站的一个重要的核心是信息的无损采集、流畅传输和有序应用，这也是物联网所具有的优势，由此可见把二者结合到一起具有很高的工程价值和科学意义3。文章拟将信息通信、基础设施资源的建设和通信资源的建设有效地结合到一起，使这些资源可以更好地为整个变电站系统服务。1 系统总体设计1.1 智能监测系统结构整个智能变电站在线监测系统可分成三个部分：前端系统，网络传输系统和监控中心系统。前端系统是指智能变电站在线监测系统对监控区域的图像采集，并对他们进行相应的处理，它采用的是传统的模拟信号处理方式。工作过程是将前端摄像头采集到的信号经由模拟线缆接入到视频编码服务器中，再由视频编码服务器对相应的模拟信号进行编码和压缩，最后通过网络传输系统将压缩后的信号传往监控中心4。变电站智能在线监测系统的系统结构图如图1所示。图1 系统结构图1.2 系统工作原理智能变电在线监测系统是一个上行数据传输的过程，也就是把现场采集到的信号从变电所的现场采集摄像机中提取出来，再经由数据传输系统将其传输到监控中心的服务器上。首先就是把摄像机采集到的信号输入到各自的视频编码服务器中。然后这个服务器会对视频进行处理，先将这个信号清晰化，然后将其压缩，再把处理压缩后的信号发送到数据传输网络中，并通过数据传输网络把信号传输到监控中心。最后在监控中心的数据接收端收集来自前端的数据信息，由终端监控计算机对这些信号进行处理并进行解压缩，再通过计算机的图像电视显示墙以及声卡进行情景回放5。当现场发生报警时，监控中心的远程数字图像编码器会自动控制云台和摄像机进行相应的移动和转换位置进而得到报警点的精确图像，当监控中心的终端控制器上接收到了来自现场的报警信号后会立即发出鸣笛报警信号，并自动记录报警的经过，然后将该视频进行硬盘录像保存。摄像机、灯光以及布防等控制信号的传输都是下行数据传输过程，这个过程是由监控主机发出相应的控制信号来实现的，当对应的视频编码服务器收到来自控制中心的控制信号后，会直接对云台和摄像机的方向与位置进行控制，从而完成整个系统的布防操作。2 系统分部结构设计2.1 前端子系统变电所的监控范围称作前端现场，它主要由现场信号采集摄像机、云台和网络视频编码器三个部分组成。主要对一些重要地点进行监控，把现场摄像机采集到的模拟信号发送到视频编码服务器中，在这里视频信号会被压缩并编码成数字信号流。然后经由电力部门的数据通信传输网络把数据送往监控管理中心，最后在监控管理中心把数据信号解压还原成视频信号经过转换后在显示屏上播放。当变电站智能在线监测系统的监控管理中心需要查看相应的监控区域时，监控中心就会通过监控主机发出控制信号调用相应的摄像机，对前段摄像机进行控制。2.2 网络传输系统光同步数字传输网络是把不同类型的网元设备通过光缆路线组成的，这些不同类型的网元设备可以实现光同步数字传输网络的同步复用、交叉连接和网络故障自检、自愈等功能。终端复用段要完成的主要任务就是将较弱的电信号经电光转换后转为光线信号。交叉连接系统可以灵活的分插任意支路信号，因此它可以用在光同步数字传输网络中点对点的传输，也可以在环形网和链状网的传输中应用。由于光信号在传输过程中会随传输距离的增加而产生衰耗，再生器的功能就是对光信号进行放大、整形处理，主要用于光信号的长距离传输中。当SDH传输网络在传输过程中某一传输通道出现故障时，数字交叉连接系统可以对复接段的通道进行保护，把这一信号接入保护通道中。2.3 监控中心系统变电站智能在线监测系统的监控中心系统主要是由图像监控服务器，监控管理系统和监控客户终端三部分组成的。由监控中心负责对远端和近端的现场监测设备进行统一管理，并且在管理中要对应好变电所的主控计算机，以便当相应的解码设备对相应的图像信息解码后，把还原后的信号发送到主控计算机中。最后在主控计算机上会显示相应的图像，并记录下变电所智能在线监测系统的的各设备、仪器仪表的使用情况和对应的状态，与此同时在监控中心外配置的大屏显示屏上也可以对图像进行显示。变电所智能在线监测系统的监控中心可以对监控现场摄像机进行随意切换和控制，当现场出现险情，发生告警时，前端的摄像头网络会产生相应的联动机制进行应对，例如发出声光报警，并自动将镜头对准发生警报的现场，然后自动对其进行硬盘刻录。管理中心结构如图2所示。3 系统相容性智能变电站在线监测系统在智能监测的过程中不仅要做好监控工作，还要兼顾站内各系统相互间的关系，以防对监测结果产生影响。在监测过程中，继电保护系统起着非常重要的作用，它担负着保护变电站和维护电网安全性的使命，是变电站工作过程中非常关键的一个环节。继电保护系统作为电网安全稳定工作的最后保护关口，它的安全性和可靠性都是最高的，这些特点也对自身有很高的要求，其中最基本的一点就是要保证系统的独立性。变电站智能在线监控系统在运行时不能影响继电保护系统，并且继电保护系统的控制回路也不允许接入到监控系统中。变电站智能在线监测系统在工作中，要注意处理好枢纽变电站与关口变电站的电能量采集系统之间的关系。在变电站智能在线监测系统出现前电能量采集系统一般是通过拨号的方法向各监测部门发送相应的电量信息，这种方式比较落后。但是随着网络技术飞速发展和控制中心监控系统的改进，电量信息的网络传输也具有了另一种快速、方便的形式，也就是现在的电能量信息采集可以把网卡或网口连接到网络接入设备上，当数据通过电力数据网时，会自动实现网络数据的传输。4 结束语文章提出了智能变电站在线监测系统的设计结构，并将其分成三个主要部分即变电站前端信号采集系统，网络传输系统和监控中心系统。在工作中采用了硬件压缩技术和软件解压技术来实现对现场设备的远程监控，进而建立了图像监控工作站。网络通信部分的传输充分利用了网络的传输性能，避免了网络传输过程中的拥塞。监控中心系统主要是完成对现场信号的分析和实时监控，并及时提出应对策略。最后对于整个系统与其周围环境的其他系统之间的关系进行了分析，提出了在保证智能变电站在线监测系统的正常运作下，与继电保护系统，电能量采集系统之间的信息交互模式。该系统的建立，实现了量测、控制、检查、保护功能四位一体，具有信息共享畅通、功能融合良好、运行操作可靠等优点，切实提高了变电站系统的智能化水平。参考文献1黄新波.变电设备在线监测与故障诊断M.北京：中国电力出版社，2010.2唐忠，杨春旭，崔昊杨.智能电网关键技术及其与物联网技术的融合J.上海电力学院学报，2011，5：459-462.3王保云.物联网技术研究综述J.电子测量与仪器学报，2009，12：1-6.4张绍均，叶志申，黄仁泰.物联网关键技术及其应用J.信息化研究，2011，4：8-11.5李祥珍，刘建明.面向智能电网的物联网技术及其应用J.电信网技术，2010，8：41-45.