无人值守变电站向大型联网、系统融合的趋势迈进 - 安防知识网

变电站是安防应用的一个传统市场，同时也是一个需求独特、持续稳定的市场。但与此同时，集成商／平台商在挖掘该行业的商业潜力时，也倍感吃力，因为仅仅作为电力安全生产辅助手段的遥视系统，其重要性难以使得电网公司甘心巨额投资。然而，随着数字化监控系统在变电站应用日渐成熟，电网公司/供电局希望能借助遥视系统的联网、系统融合，来满足减员增效、统一调度和管理的需求。这给原本风平浪静的无人值守变电站市场带来一股不小的震动。
文/彭真

从行业细分的角度看，传统的电力行业主要分为三大块，分别为发电、电网、供电，其中，电网和供电隶属于同一管理部门，两者与发电是分开的，直属管理部门不同，互相之间是甲乙方关系，一个买一个卖。发电行业主要是电厂业务，一般以生产工业电视和安防电视监控两部分为主，由于设备运行环境恶劣，对监控设备的工业等级要求较高。而电网则负责输变电业务，一般为高电压等级变电站视频监控需求，主要为换流站、变电站的视频监控，基本上500KV及以下的场所均有所应用。与电网隶属于同一管理部门的供电公司，是电力产供销环节中的终端环节，除了完成低电压等级输变电以外，还要完成电力营销和服务，项目的市场需求份额也非常大。而此处，我们所说的无人值守变电站产生于电网的输变电部分，例如，国家电网、南方电网等公司。

近年来，电网的扩建和扩容使得变电站的安防应用市场也水涨船高，每年国家发展改革委都会报批一定数量的变电站新建或扩建项目。据了解，计划2008年开工的就有由湖南省电力公司作为项目法人投资建设的湖南永州、郴州500千伏输变电工程和长沙西、民丰500千伏变电站扩建工程，以及由江西省电力公司作为项目法人投资建设的江西南昌500千伏变电站2号主变扩建工程等等。以福建省泉州电业局为例，该局已经完成14个220千伏变电站选址工作，投资近13亿，输电线路近700千米；而到2011年，泉州电网将拥有5座500千伏变电站、36座220千伏变电站，220千伏变电站无人值守率将达100%。这仅仅是冰山一角，像“十一五”期间西北750千伏电网将建成750千伏线路7047公里，变电容量2760万千伏安，诸如此类建设规划将带动变电站建设的有序进行，同时，也将给集成商/平台商、设备商们带来一个稳定并持续增长的市场。

与此同时，随着变电站无人值守模式的推广，远程视频监控系统（也叫“遥视系统”）的应用越来越广，新的市场需求也不断涌现。过去，电网公司等主要在110KV、220KV电压等级变电站推广视频监控，由于受到造价成本的影响，35KV变电站的视频监控系统应用较少。而近年来，一方面为了节约变电站有人值守的开支，另一方面出于安全管理、统一调度的需要，大量35KV电压等级变电站推广无人值守。据了解，一座35-110KV变电所实现无人值守后每年可节省包括检修费用、人员工资及其它费用在内的运行管理费达十多万元，并进一步减少了误操作，有助于电网公司的经济效益和安全生产。基于此，无人值守变电站视频监控应用市场规模也得以逐渐放大。

服务于电力安全生产

无人值守变电站一般存在盗窃、火灾、重灾泄漏、电力设备安全故障、人为误操作等安全隐患，特别在一些雷雨大风、雨雪天气情况下，变电站内一些高压场所易发生安全事故。正因如此，远程视频监控、入侵探测、周界防范、防盗报警、门禁等子系统在无人值守变电站都有不同程度的应用。而远程视频监控系统（即遥视系统）作为一种有效的可视化管理手段，其越来越受到无人值守变电站的推崇。

遥视系统主要以监视生产状态和工业流程为目的。一方面，调度中心可以监视变电站现场情况，对设备运行状态进行监控，控制现场相关操作；另一方面，视频监控可以联动报警信号、门禁管理信号和警卫巡逻信号，精确掌握事件发生时的所有情况。南京南自信息技术有限公司总工程师陈飞凌表示，“视频监控系统可以满足变电站无人值班后的巡视要求，便于及时发现安全隐患，例如：检修施工后在高压区遗留的物品可通过高空摄像机发现；而且，针对一些人为的误操作，调度中心或集控中心的工作人员可及时通过电话通知；配合‘四遥’，如有开关跳闸信号，可通过遥视察看保护动作情况和开关外观及分合指示情况。”

正是由于变电站的安防目的和监控目标的独特性，一般工程商进入该市场也有一定门槛。首先，电力行业的安全规范要求高，对进入变电站实施、维护等进场作业有严格的安全作业制度。其次，工程商必须遵守地方和电力行业有关标准与规范，依据各供电局错综复杂的实际情况，从不同层次、不同角度开展遥视系统的建设。再次，摸熟电力行业的习惯性思维和潜规则，对刚入行的工程商非常重要。

此外，由于电力网络建设的阶段性和复杂性，广东卓维网络有限公司工程师贺建林还建议，“工程商需清晰了解其网络结构才能更好地规划方案和组织实施，他必须具备相应的网络技术。再加上变电站超高压的危险性和对安全管理的严格性，他还得具备一定的变配电知识、电业安规知识，熟悉电力生产‘两票’制度，具备较强的项目管理能力。”据南自信息的陈飞凌介绍，变电站管理中“两票”制度是非常关键的，“两票”是指操作票、工作票，操作票主要用于变电站电力开关操作、电压调节、运行方式转换等场合，通过文字化、流程化管理来避免和减少误操作；工作票是用于电力检修、试验等场合，为流程化管理所需要，而这些都是建设遥视系统所必须遵循的。

遥视系统呈现大型联网趋势

无人值守变电站一般是在供电局进行远程集中监控，很少只用于本地监控。而与前两年相比，变电站监控开始出现大系统联网的趋势，由原来几个或十几个县/区小系统监控，开始逐步纳入电力调度中心统一管理。南自信息的陈飞凌透露，“联网项目的主要内容需求就是视频监控的联网，市级的联网项目投资规模一般至少数百万元，省级的一般上千万元。”对于集成商/平台商来说，无人值守变电站的大型联网还是有一定吸引力的。北京可视通电子技术有限责任公司副总袁毅就表示，公司做的都是联网平台软件，省级、市级、县级等都有，而现在市级联网的需求较多，省级联网因难度较大所以要少一些。

由于大型联网主要是出于统一调度、管理的目的，因此，在无人值守变电站，联网系统还得考虑主控中心和集控中心对前端站点管理的需求。据广东卓维网络的贺建林介绍，主控中心设置在地区总局调度中心，是遥视系统的核心管理机构，主要负责系统平台软件的参数配置、权限分配等最高级别的管理，它以权限管理的方式管理监控各区域监控中心，同时也具备二级集控中心的所有功能，例如，巡查系统内各重要站点的监控情况，管理前端所有摄像机、视频服务器、报警设备，并联动报警和数字录像，以及后端所有系统内的用户。一般情况下，总局主控中心本身可能作为一个所在地区局的集控中心使用，可设置屏幕墙用于轮巡或抽查各站点的图像。

集控中心则设置在各区局巡检中心，是遥视系统的主要应用单位，作为系统的二级区域监控中心主要负责对区内各站点的实时监控和巡查管理。集控中心一般配置流媒体转发代理服务器，负责区内个站点监控图像的数据流转发，以减轻系统网络带宽压力。为更好地实时查看区内前端站点的图像，集控中心应设置屏幕墙，用于重点显示前端监控图像。监控人员通过IE浏览器或客户端软件，用指定的用户名和密码登陆监控服务器，就可以进行远程监控、调度、录像、报警、电子地图等一系列功能。

而值得注意的是，以往变电站监视主要采用专用编解码设备走E1电力专用通道，需要厂家研发适合E1专用通道的视频编解码器解决远程监视、管理的问题；而现在，随着网络技术的不断发展，尤其是越来越多的变电站网络采用百兆/千兆光纤接入，新建及改扩建的变电站都预留了丰富的网络资源。此外，流媒体转发代理服务器的采用，有效地缓解网络带宽紧张的区域。它对各前端变电站DVR设备传输的数据流进行代理转发，以及对前端所有变电站DVR设备传输的数据流进行转发代理服务，响应分控对前端音视频的点播，并与管理中心协同工作。流媒体转发代理服务器的性能好坏对于整个系统非常重要。

数字化解决方案成主流
由于传输条件得到改善：以及流媒体转发代理服务器的应用等，现在变电站基本上可以实现数字化、网络化。“而今，无人值守变电站基本上都使用数字化产品，尤其是新建变电站监控系统，模拟系统基本已经退出舞台。假如最初采用网络数字化系统，扩容升级相对简单，预留了采用智能化技术等的空间。而继续沿用以前的专线系统甚至模拟系统，改造工作量就很大，”可视通的袁毅解释。正是如此，近年来以嵌入式DVR/视频服务器为前端核心设备的数字化方案，在无人值班变电站系统中得到广泛应用。

据南自信息的陈飞凌所说，以视频服务器为前端核心设备的方案结合了电力2M通信的特点，可传输单路4CIF格式视频流，图像清晰度较高，目前缺点是尚不能大规模实现前端本地存储。而目前以嵌入式DVR为核心设备的方案凭借本地存储的优势，在无人值班变电站系统中的应用也逐渐增多。除此之外，为了更契合无人值守的需要，一些集成商有针对性地推出更应景的解决方案。如南自信息的嵌入式数字监控主机，它不仅完成了嵌入式DVR的音视频采集、存储、传输功能，还同时完成了报警的接入、控制输出，以及一些复杂的本地闭环控制策略，便于集控中心的软件远程管理。

针对目前多种解决方案应用的情况，天津天地伟业数码科技有限公司无人值守部的姚亚认为，没有哪种方案是绝对好的，只有用户在需要时，它才是最好的。“无论哪种方式，均有各自的优缺点，我们有必要对各种解决方案进行改进，在适应高智能化、高安全性、高稳定性、多层级大规模网控网管等方面下工夫，才能深入电力行业变电站的个性化需求。”

当前，不仅数字化视频监控解决方案在变电站应用已较普及，同时在报警和环境量的监测也采用了相当多的数字化监测设备，而网络数字摄像机在变电站也有应用，只是受性价比和网络条件的约束而未能大量推广。另外，由于变电站本身不适宜频繁的设备检修，因此对数字化设备的可靠性要求严格。南自信息的陈飞凌认为，“目前的数字化产品应在浪涌保护、电源抗干扰、通讯抗干扰、电磁屏蔽、防雷等方面加强，提高产品在变电站应用可靠性。”

遥视系统的使命所在——系统融合

数字化在无人值守变电站应用最终可实现“数字变电站”，在变电站无人的情况下保证可靠、稳定、安全的运行，这对变电站的综合自动化系统、电力保护系统、安全防范系统、环境监测系统、消防系统、红外测温系统等均提出了更高的要求，同时各系统间未来联系将更加紧密，能够实现一体化联动。而当前的热门需求是遥视系统与其它系统的融合，这也是遥视系统深入电力行业的使命所在。

另外，对于客户来说，除了满足安全防范需求之外，客户希望能尽量和一些变电站综合自动化系统联动，比如调度人员控制某刀闸时，除了在综合自动化系统里能够通过符号等看见刀闸的状态外，还希望能够看见刀闸的实时图像，这也是俗话所说的眼见为实。而一般供电局除了遥视系统还有营业厅监控系统、业务应用系统等，由于没有统一整合到一个视频联网监控平台进行管理，给用户带来诸多不便。

与营业厅监控系统融合
供电局除了有一套变电站遥视系统之外，还有一套安装于电力营业厅的视频监控系统。一般情况下营业厅的视频监控系统与变电站的遥视系统是两套独立的系统，其组建结构及功能要求基本类似，在安全性等方面的要求和主要实现目的上则有所区别。遥视系统侧重于设备的安全防范和现场监测及联动，营业厅监控主要侧重于办公区域的安全监视，对服务窗口进行监听录像，类似银行营业厅的应用。就目前的招投标情况来看，一般变电站和营业厅不会一起做。但是，由于供电局调度中心是对两套系统进行统一管理，两套系统的相对独立给使用者带来了极大不便，以及人力、财力的浪费。由此，两套系统合并成一个系统，并采用一个集中管理平台进行管理或有可能。

广东卓维网络有限公司工程师贺建林认为，“变电站遥视视频联网监控系统不仅是单一的遥视功能，而是一个能和行业其它相关业务系统进行紧密结合的综合管理系统，如：营业厅监控、门户网站、工作票等，整个系统的最终目的应该是能够提供一个视频联网监控平台，在这个平台的管理之下，所有的组织结构、设备（监控设备、报警设备、存储设备等、外部设备）、主机、系统等被管理对象可以组合成为一个有机体，协同一致地为客户的监控管理目标服务。”

传统安防子系统融合
目前视频监控、防盗报警、周界防范系统是一体化整合建设的，门禁、消防系统等也在逐步整合应用。而前文提到，远程视频监控即遥视系统的重要目的在于防盗，保证设备安全，以及及时了解设备运行状态。为实现此目的，传统安防子系统的融合是基础。

报警可以及时让管理者通过告警信息并依靠视频联动获得前方现场实施的视频资料；门禁则可通过报警信息联动进行及时门禁管理，将灾害降低到最小值。成都朗视信息技术有限公司市场总监陈晶表示，“一个合理完善的远程无人值守系统内，视频监控、报警和门禁密不可分。无人值守监控系统的第一目的是防盗，在通过适当的外设（红外对射，周界等）提供开关量命令给报警设备，报警设备会根据预先设定的处理方案，发出告警命令（远程报警，警铃，警灯，电话或者短信等）或者就近给门禁系统发出指令。”

而除了传统报警系统的视频化改造之外，与110、119等报警系统的联动、与GIS/GPS系统的融合、电力巡检人员进出情况的电子化管理，出入控制系统与“遥视”系统无缝集成等需求也提出了。

与变电站综合自动化系统整合
在无人值守变电站，安防系统之间的整合（监控、报警、门禁、周界等）目前已经不是难题，现在最大的问题是安防行业产品的整体应用在满足需求的前提下，如何更好地嵌入或者整合在变电站的原有业务系统中。对于遥视系统来说，主要是与其它子系统更加融合的需求，比如综合自动化系统、红外测温系统、光纤测温系统等，使得操作起来更加直观方便。其中，以与综合自动化系统（原来的“四遥”概念基本上属于变电站综合自动化系统的范畴）整合的需求最为热门，同时也是集成商关注的重点，像可视通、南自信息等都已经有类似的案例，而广东卓维网络等公司已经考虑将此作为一个发展方向在研究。

据可视通的袁毅介绍，现在变电站一般都有传统的“四遥”功能，如果设备供应商提供合适的接口，则“变电站遥视”系统可与传统的“四遥”系统进一步联动、实现数据共享，利用变电站的断路器、隔离开关等主要设备的变位数据，将“遥视”系统摄像机的方位和焦距自动锁定在预置的动作电气设备的位置，一旦调度指挥人员操作断路器、隔离开关等主要设备时，调度系统发出指令给遥视系统，遥视系统立即自动把摄像机对准该设备，这样调度指挥人员在急需了解动作设备状态及其周边环境的时候，不用进行任何操作即可迅速查看现场设备出现的应急情况。

然而，综合自动化系统的网络是不能和远程监控系统直接互联的，无法在综合自动化系统软件界面上直接调用监控视频画面。这是由于综合自动化系统与遥视系统在物理链路和安全性上不对等，给真正的融合增加了难度。现行的遥视系统一般走电力数据网（城域网），而其它电力原有的“四遥”系统走调度综合网，二者之间在物理上是隔离的；而且，在与综合自动化系统的配合上，遥视系统还只是处在一个辅助平台的地位。综合自动化系统在电力安全防护中属于I、II区系统，而远程监控系统属于III区系统，根据电力安全防护规定，不能够直接通过网络互联，只能通过RS-232物理隔离器连接。正因如此，目前可以达到的效果只是综合自动化系统中的开关变位和遥控预置均可联动远程监控系统；如果解决了网络互联的安全问题，融合的效果会更好。

另外，由于变电站“四遥”系统种类较多，尽管有国家标准，系统整合仍然有一定困难，它需要较大的工作量。在整合过程中存在安全隔离、接口标准等技术难点，具有一定技术实力和电力行业背景的企业方可实现。成都朗视的陈晶表示，“与综合自动化系统的整合需要一段时间来适应和沉淀。目前这种需求是存在的，只是国内整合得不错的应用实属少见。好比安防产品如摄像机、硬盘录像机等百家齐放，却增加了整合的难度，比如我们公司的软件已经可以兼容一百多种解码器协议，但我们也不敢说可以支持市场上的全部产品。而对于综合动化系统来说，产品种类各式各样，整合工作的难度远远大于此。”

尽管如此，这并不能阻挡系统融合的脚步。一些公司所承接的部分工程项目已达到了融合目的。例如，南自信息已成功将遥视系统和综合自动化系统实现联动整合，同时开发研制了接触式电缆测温系统，能够将遥视和电缆测温无缝整合应用。

电力行业平台市场风云渐起

对于无人值守变电站来说，无论是大型联网还是系统融合，都需要平台作为基础。随着各类新技术在遥视系统中的集成应用、平台方案越来越多元化，无人值守变电站采用一个统一的、开放的平台来进行资源整合已是大势所趋。眼下在电力远程监控领域中的平台概念主要是多家产品的互联互通和统一平台接入管理，江苏、河北、广东等省都制定了省级电力远程监控平台标准和通信协议，能够实现多个厂家产品在统一平台下的统一管理。广东卓维网络的贺建林也看好未来无人值守变电站对综合平台的需求，“而依托电网丰富的网络资源，我们可以组建集遥视系统、安保系统、消防系统、环境监测系统和动力监测系统五大功能子系统于一身的电力综合视频数据监控系统。”据其透露，该公司也将关注综合平台在无人值守变电站的应用。

然而，变电站统一管理平台的建立需要多方力量的协作，武汉明大电力技术工程有限公司计算机信息事业部经理姚龙腾认为，“实现更智能化的集中管理，需要视频软件商和电力行业的集成商、或熟悉变电站调度管理流程的公司共同努力，编写制订相应的行业规范和统一的实施标准。例如，共同协商将日常调度管理、实时数据监测、实时数据分析、调度、视频图像监控、红外视频检测等纳入同一套软件管理平台。比如，我们控投股的双帆公司已联合高校正在研发针对电力的集中管理、监控（实时数据监控）的信息平台，并正在制订相应的标准。”

另外，据了解，像南自信息这类专注于电力行业的公司已经在江苏省、河北省等地实施过相关的项目，不仅自主开发省级电力视频监控平台，而且与其它公司合作完成了平台的接入，能够在各自的平台软件播放对方设备采集的视频信息，除其之外，可视通、天地伟业等公司也已推出类似的平台系统。