[參考范文]智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)論文

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1、智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)論文 摘 要：文章提出了智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計結構，并將其分成三個主要部分即變電站前端信號采集系統(tǒng)，網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。在工作中采用了硬件壓縮技術和軟件解壓技術來實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的遠程監(jiān)控，進而建立了圖像監(jiān)控工作站。網(wǎng)絡通信部分的傳輸充分利用了網(wǎng)絡的傳輸性能，避免了網(wǎng)絡傳輸過程中的擁塞。監(jiān)控中心系統(tǒng)主要是完成對現(xiàn)場信號的分析和實時監(jiān)控，并及時提出應對策略。引言 最近幾年，電力系統(tǒng)的管理體制改革逐步加深，相應的自動化技術也在飛速的發(fā)展。而伴隨著自動化技術的發(fā)展，智能化又被提上了日程，現(xiàn)在智能監(jiān)控技術正逐步滲透到各個崗位，但是現(xiàn)在智能化的程度不高，對于一些部位

2、的檢測難以達到準確、準時的效果，而各種相應信息難以快速準確的遞達監(jiān)測人員與部門領導。為了直觀、及時的了解和掌握各變電所安全情況，并對于發(fā)生的緊急情況作出應急處理方案，智能檢測系統(tǒng)的建立和完善十分重要[1]。 現(xiàn)在智能變電站的研究與物聯(lián)網(wǎng)的研究已經(jīng)成為各個國家關注的焦點。智能變電站監(jiān)測系統(tǒng)的最大特點在于對電力流、信息流和業(yè)務流三方面實現(xiàn)了高度一體化建設[2]。智能變電站的一個重要的核心是信息的無損采集、流暢傳輸和有序應用，這也是物聯(lián)網(wǎng)所具有的優(yōu)勢，由此可見把二者結合到一起具有很高的工程價值和科學意義[3]。文章擬將信息通信、基礎設施資源的建設和通信資源的建設有效地結合到一起，使這些資源可以更好

3、地為整個變電站系統(tǒng)服務。 1 系統(tǒng)總體設計 1.1 智能監(jiān)測系統(tǒng)結構 整個智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)可分成三個部分：前端系統(tǒng)，網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。前端系統(tǒng)是指智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)對監(jiān)控區(qū)域的圖像采集，并對他們進行相應的處理，它采用的是傳統(tǒng)的模擬信號處理方式。工作過程是將前端攝像頭采集到的信號經(jīng)由模擬線纜接入到視頻編碼服務器中，再由視頻編碼服務器對相應的模擬信號進行編碼和壓縮，最后通過網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)將壓縮后的信號傳往監(jiān)控中心[4]。變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖如圖1所示。 圖1 系統(tǒng)結構圖 1.2 系統(tǒng)工作原理 智能變電在線監(jiān)測系統(tǒng)是一個上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，也就是把現(xiàn)場采集

4、到的信號從變電所的現(xiàn)場采集攝像機中提取出來，再經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將其傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務器上。首先就是把攝像機采集到的信號輸入到各自的視頻編碼服務器中。然后這個服務器會對視頻進行處理，先將這個信號清晰化，然后將其壓縮，再把處理壓縮后的信號發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡中，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡把信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。最后在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)接收端收集來自前端的數(shù)據(jù)信息，由終端監(jiān)控計算機對這些信號進行處理并進行解壓縮，再通過計算機的圖像電視顯示墻以及聲卡進行情景回放[5]。當現(xiàn)場發(fā)生報警時，監(jiān)控中心的遠程數(shù)字圖像編碼器會自動控制云臺和攝像機進行相應的移動和轉換位置進而得到報警點的精確圖像，當監(jiān)控中心的終端控制器上接收到

5、了來自現(xiàn)場的報警信號后會立即發(fā)出鳴笛報警信號，并自動記錄報警的經(jīng)過，然后將該視頻進行硬盤錄像保存。攝像機、燈光以及布防等控制信號的傳輸都是下行數(shù)據(jù)傳輸過程，這個過程是由監(jiān)控主機發(fā)出相應的控制信號來實現(xiàn)的，當對應的視頻編碼服務器收到來自控制中心的控制信號后，會直接對云臺和攝像機的方向與位置進行控制，從而完成整個系統(tǒng)的布防操作。 2 系統(tǒng)分部結構設計 2.1 前端子系統(tǒng) 變電所的監(jiān)控范圍稱作前端現(xiàn)場，它主要由現(xiàn)場信號采集攝像機、云臺和網(wǎng)絡視頻編碼器三個部分組成。主要對一些重要地點進行監(jiān)控，把現(xiàn)場攝像機采集到的模擬信號發(fā)送到視頻編碼服務器中，在這里視頻信號會被壓縮并編碼成數(shù)字信號流。然后經(jīng)由電

6、力部門的數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)送往監(jiān)控管理中心，最后在監(jiān)控管理中心把數(shù)據(jù)信號解壓還原成視頻信號經(jīng)過轉換后在顯示屏上播放。當變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心需要查看相應的監(jiān)控區(qū)域時，監(jiān)控中心就會通過監(jiān)控主機發(fā)出控制信號調用相應的攝像機，對前段攝像機進行控制。 2.2 網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng) 光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡是把不同類型的網(wǎng)元設備通過光纜路線組成的，這些不同類型的網(wǎng)元設備可以實現(xiàn)光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡的同步復用、交叉連接和網(wǎng)絡故障自檢、自愈等功能。終端復用段要完成的主要任務就是將較弱的電信號經(jīng)電光轉換后轉為光線信號。交叉連接系統(tǒng)可以靈活的分插任意支路信號，因此它可以用在光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡中點對點的傳輸

7、，也可以在環(huán)形網(wǎng)和鏈狀網(wǎng)的傳輸中應用。由于光信號在傳輸過程中會隨傳輸距離的增加而產(chǎn)生衰耗，再生器的功能就是對光信號進行放大、整形處理，主要用于光信號的長距離傳輸中。當SDH傳輸網(wǎng)絡在傳輸過程中某一傳輸通道出現(xiàn)故障時，數(shù)字交叉連接系統(tǒng)可以對復接段的通道進行保護，把這一信號接入保護通道中。 2.3 監(jiān)控中心系統(tǒng) 變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心系統(tǒng)主要是由圖像監(jiān)控服務器，監(jiān)控管理系統(tǒng)和監(jiān)控客戶終端三部分組成的。由監(jiān)控中心負責對遠端和近端的現(xiàn)場監(jiān)測設備進行統(tǒng)一管理，并且在管理中要對應好變電所的主控計算機，以便當相應的解碼設備對相應的圖像信息解碼后，把還原后的信號發(fā)送到主控計算機中。最后在主控計算

8、機上會顯示相應的圖像，并記錄下變電所智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的的各設備、儀器儀表的使用情況和對應的狀態(tài)，與此同時在監(jiān)控中心外配置的大屏顯示屏上也可以對圖像進行顯示。變電所智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心可以對監(jiān)控現(xiàn)場攝像機進行隨意切換和控制，當現(xiàn)場出現(xiàn)險情，發(fā)生告警時，前端的攝像頭網(wǎng)絡會產(chǎn)生相應的聯(lián)動機制進行應對，例如發(fā)出聲光報警，并自動將鏡頭對準發(fā)生警報的現(xiàn)場，然后自動對其進行硬盤刻錄。管理中心結構如圖2所示。 3 系統(tǒng)相容性 智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)在智能監(jiān)測的過程中不僅要做好監(jiān)控工作，還要兼顧站內各系統(tǒng)相互間的關系，以防對監(jiān)測結果產(chǎn)生影響。在監(jiān)測過程中，繼電保護系統(tǒng)起著非常重要的作用，它擔負著保護變

9、電站和維護電網(wǎng)安全性的使命，是變電站工作過程中非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。繼電保護系統(tǒng)作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作的最后保護關口，它的安全性和可靠性都是最高的，這些特點也對自身有很高的要求，其中最基本的一點就是要保證系統(tǒng)的獨立性。變電站智能在線監(jiān)控系統(tǒng)在運行時不能影響繼電保護系統(tǒng)，并且繼電保護系統(tǒng)的控制回路也不允許接入到監(jiān)控系統(tǒng)中。 變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在工作中，要注意處理好樞紐變電站與關口變電站的電能量采集系統(tǒng)之間的關系。在變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)前電能量采集系統(tǒng)一般是通過撥號的方法向各監(jiān)測部門發(fā)送相應的電量信息，這種方式比較落后。但是隨著網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展和控制中心監(jiān)控系統(tǒng)的改進，電量信息的網(wǎng)絡傳輸也

10、具有了另一種快速、方便的形式，也就是現(xiàn)在的電能量信息采集可以把網(wǎng)卡或網(wǎng)口連接到網(wǎng)絡接入設備上，當數(shù)據(jù)通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)時，會自動實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸。 4 結束語 文章提出了智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計結構，并將其分成三個主要部分即變電站前端信號采集系統(tǒng)，網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。在工作中采用了硬件壓縮技術和軟件解壓技術來實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的遠程監(jiān)控，進而建立了圖像監(jiān)控工作站。網(wǎng)絡通信部分的傳輸充分利用了網(wǎng)絡的傳輸性能，避免了網(wǎng)絡傳輸過程中的擁塞。監(jiān)控中心系統(tǒng)主要是完成對現(xiàn)場信號的分析和實時監(jiān)控，并及時提出應對策略。最后對于整個系統(tǒng)與其周圍環(huán)境的其他系統(tǒng)之間的關系進行了分析，提出了在保證智能變電站

11、在線監(jiān)測系統(tǒng)的正常運作下，與繼電保護系統(tǒng)，電能量采集系統(tǒng)之間的信息交互模式。該系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了量測、控制、檢查、保護功能四位一體，具有信息共享暢通、功能融合良好、運行操作可靠等優(yōu)點，切實提高了變電站系統(tǒng)的智能化水平。 參考文獻 [1]黃新波.變電設備在線監(jiān)測與故障診斷[M].北京：中國電力出版社，2010. [2]唐忠，楊春旭，崔昊楊.智能電網(wǎng)關鍵技術及其與物聯(lián)網(wǎng)技術的融合[J].上海電力學院學報，2011，5：459-462. [3]王保云.物聯(lián)網(wǎng)技術研究綜述[J].電子測量與儀器學報，2009，12：1-6. [4]張紹均，葉志申，黃仁泰.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術及其應用[J].信息化研究，2011，4：8-11. [5]李祥珍，劉建明.面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術及其應用[J].電信網(wǎng)技術，2010，8：41-45.