隨著無人值守變電站管理模式的推廣,變電站巡檢制度的建立,在巡檢中心、集控中心(集控站)等相關部門通過現有的電力通信網對所屬變電站實現遠程實時圖像監控、遠程故障、電力情意、電量作用、遠程控制、意外情況告警接收處理和遠程設備診斷可提高變電站運行和維護的安全性可靠性和方便性,并可逐步實現電網的可視化監控和調度,使電網調控運行更為安全、可靠。
由于計算機網絡、多媒體技術和數字技術的發展,使得監控系統在監視空間上有了很大提升余地,可實現遠距離、大范圍的監控。電力系統的遠程圖像監控系統最基本的目的是將變電站的實時圖像信息傳輸到巡檢、集控中心等相關部門,為電力安全生產提供服務。因此,在電力系統,這種監控系統也被稱為“遙視系統”。
通常計算機組網的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜,構成有線局域網。但有線網絡在某些場合要受到布線的限制:布線、改線工程量大;線路容易損壞;網中的各節點不可移動;特別是當要把相離較遠的節點聯接起來時,敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長, 對正在迅速擴大的聯網需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。無線局域網(WLAN )是解決有線網絡以上問題而出現的。
無線局域網的網絡速度與以太網相當,最大傳輸范圍可達到幾十公里,具有以下的通信特點:
具有高移動性, 通信范圍不受環境條件的限制, 拓寬了網絡的傳輸范圍。在有線局域網中,兩個站點的距離在使用銅纜(粗纜)時被限制在500m,即使采用單模光纖也只能達到3000 m,而無線局域網中兩個站點間的距離目前可達到50km 以上。
抗干擾性強、網絡的保密性好。對于有線局域網中的諸多安全問題,在無線局域網中基本上可以避免。
建網容易, 管理方便。相對于有線網絡,無線局域網的組建、配置和維護較為容易,一般計算機工作人員都可以勝任網絡的管理工作。
使用靈活,易于擴展。WLAN 有多種配置方式,能夠根據需要靈活選擇。這樣, WLAN 就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網到上千用戶的大型網絡,并且能夠提供像“漫游(Roaming) ”等有線網絡無法提供的特性。
可靠性高。無線局域網的信道誤比特率低于10–8,這樣保證了通信系統的可靠性和穩定性。
兼容性好。對于室內應用的無線局域網,與現有的有線局域網兼容,能夠做到現有的網絡操作系統和網絡軟件在無線局域網上不加修改地正常運行。
高數據速率。無線局域網的數據速率11Mbps,完全滿足局域網的業務環境。
針對電力行業遠程圖像監控系統的特點,根據本公司網絡攝像機在工程應用實施的經驗,特提出基于網絡攝像機的電力變電站無線圖像監控系統解決方案。
主要依據電力行業對電力遠程監控系統的需求,依據以往電力遠程監控系統招標文件技術部分中所提出的整體建設目標、系統功能、技術性能指標等,在設計時著重參考《工業電視系統工程設計規范》、《MPEG4視音頻編解碼標準-視聽對象的編碼(6部分)》、《100BASE-TX快速以太網接口標準》、《廣電集團電力遠程圖像監控系統技術標準》等標準。
本解決方案以滿足實際應用為出發點,在視頻傳輸方面利用電力現有的通訊網絡以求最大程度降低系統造價。系統設計原則如下:
{C}Ø {C}系統穩定性、可靠性
所選硬件均選用先進、成熟、可靠的產品,且具備良好的運行業績。
{C}Ø {C}系統先進性
采用目前最先進的軟硬件組合,使系統兼容性、升級、擴展更容易,并采取模塊結構維護簡單化。
{C}Ø {C}系統易操作性和實時性
所有操作均采用WINDOWS標準窗口操作,并使信號實時上傳,真正做到實時性。
{C}Ø {C}免維護性
通過模塊化、層次化的設計可基本實現系統的免維護。
{C}Ø {C} 可擴容性
可根據需要方便地進行網絡逐級匯接,增減各類站級前端設備等
{C}l {C}IEEE802.3 10BASE-T 以太網接口標準
{C}l {C}IEEE802.3U 100BASE-TX快速以太網接口標準
{C}l {C}ITU-T H.323 網絡電視電話系統和終端設備標準
{C}l {C}ISO/IEC14496-2 MPEG4視音頻編解碼標準-視聽對象的編碼
{C}l {C}ITU H.264 視音頻編解碼標準
{C}l {C}CCITT G.703 脈沖編碼調制通信系統網路數字接口參數標準
{C}l {C}YD 610-93 PCM基群信令接口設備技術要求和測試方法
{C}l {C}QB/001-123.01.2002《廣電集團電力遠程圖像監控系統技術標準》
{C}l {C}DL 476-92 電力系統實時數據通信應用層協議
{C}l {C}GBJ115-87 工業電視系統工程設計規范
{C}l {C}GB50198-94 民用閉路監視電視系統工程技術規范
{C}l {C}GB12322-90 通用性應用電視設備可靠性試驗方法
{C}l {C}GB 4798.4-90 電工電子產品應用環境條件無氣候防護場所使用
{C}l {C}GB 2423.10-89 電工電子產品基本環境試驗規程
{C}l {C}GB/T17626.2 靜電放電抗擾度試驗
{C}l {C}GB/T17626.3 射頻電磁場輻射抗擾度試驗
{C}l {C}GB/T17626.4 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗
{C}l {C}GB/T17626.5 浪涌(沖擊)抗擾度試驗
{C}l {C}GB/T17626.6 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度
{C}l {C}GB/T17626.8 工頻磁場的抗擾度試驗
{C}l {C}GB50217-94 電力工程電纜設計規范
{C}l {C}IEC364-4-41 保護接地和防雷接地標準
{C}l {C}GB/T 13926.n-92工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性
基于物聯網技術的電力變電站遠程監測系統,對于納入遙視監控范圍的變電站的數量沒有限制,主要視其應用環境的網絡狀況,因此基本上系統規??筛鶕娋W區域范圍大小和變電站數量自由組合定義。同時系統可按多級組網的方式,形成大規模的監控網絡。
根據電力行業的應用特點及管理模式,其電力變電站遠程圖像、電力使用情意、安防監控系統基本上分為主控中心、站端系統的網絡結構方式。系統在各變電站站端裝備一臺或多臺無線IP網絡攝像機,完成對視音頻信號的數字化及編碼壓縮處理,將其打包成IP數據包在IP網絡上傳輸;各集控中心(包括巡檢中心),利用中心與變電站之間的數據專網,接收各變電站站端上傳的視頻和音頻信號,同時通過“網絡視頻集中監控系統管理軟件”進行遠程實時監控。