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一体化、更智能 电网建设又上新台阶

电力作为国家重要的能源供给设施,安全防范自是重中之重。电力行业的安防系统经过多年的建设已初步形成, 通过不断采用新技术, 加强省级联网,进一步促进了电网的信息化和智能化。
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  在国家 “清洁能源”战略规划下 ,近期,国家电网公司2014年工作会议提出智能电网建设改造投资775亿元的计划。国家电网将启动建设50座新一代智能变电站,完成100座变电站智能化改造以及全年安装新型智能电表6000万只等工作。

  众所周知,智能电网具有自分析、自判断、自决策与自处理功能的高度可靠新型电力网。就技术和市场容量而言,我国智能电网的研究和试点已经启动,特别是数字化智能变电站已经在工程实践中得到应用,并在全国形成了一定规模。这种新型电站由全数字和光纤的信号采集系统、数字化继电保护和综合自动化系统,数字化视频及环境监测系统构成,主要包括视频监控、环境监测、智能控制、安全警卫、 出入口控制、 智能消防、 五遥联动等多个子系统,且相互影响、互为补充联动。

  电力包括发电、输电、变电、配电、用电等环节,各环节所涉及技术设备不尽相同。深圳中兴力维技术有限公司行业市场总监徐俊兵介绍: “从当前了解看,电力安防需求主要集中在场地安防和设备安防两类。场地安防涵盖了红外对射、电子围栏、视频监控等,防止无关人员进入厂区或者关键区域; 设备安防,主要是通过各类传感器以及视频监控,监测设备温度、外观等状态,达到基本的安全防范目的。 ”由此可见,安防系统是电力业务系统正常运行的有力保障,如可监测铁塔、线路防破坏、设备外观监视、室内温湿度、水浸、烟感 (电缆室)等。

  高清、智能分析保守应用

  随着电力系统中电力调度自动化程度的提高,电力系统的远端控制也逐渐由传统的 “四遥”提升为 “五遥” 。通过高科技手段显著提高供电可靠率,实现高度智能化、信息化、精细化的电网调度和电网管理,以及与电力用户之间的便捷互动,满足各种新型电力用户的服务要求。

  目前在电力行业,高清化设备的应用为智能电网的数据收集提供了更好的条件。但在业内人士看来,在电网领域高清应用才刚刚起步。力维徐俊兵认为: “高清摄像机在南方电网变电站视频及环境监控系统的招标中有框架标,但是目前在实际项目中配置还是比较少的,仅在主控室会有尝试 (高清枪机) 。在室内使用高清摄像机,可以代替部分球机,降低成本。但是因为高清摄像机占用带宽较大,在当前带宽比较有限的情况下难以大面积推广; 而且现在南方电网规范基本固化,很难使用H.264中high-pro­le编码格式甚至H.265来降低带宽要求 (需要的改动量非常大,暂时无法实施) 。 ”

  而高清摄像机的采用,大大提高了智能分析的精度,有利于图像识别和智能分析的应用。在富盛科技股份有限公司技术管理部经理焦永利看来,高清画质下的视频分析优势日益突出,基于视频的人员绊线、禁区、遗留物、徘徊、火情监测会被大量应用。

  从电力用户的需求来看,他们对安全生产要求非常高,安全是其第一要求。因此对新产品的稳定性、可靠度有较高要求,即使新产品试点失败,也不能对现有电力设备产生任何影响。另一方面,新技术在其他领域的广泛、规模应用也是必要条件。

  此外,智能分析跨越警戒线、区域入侵等成熟技术在电力行业基本能实现,部分智能分析技术与生产业务的融合更值得电力行业关注。杭州海康威视数字技术股份有限公司能源行业解决方案业务部产品经理江智洲介绍: “智能倒闸分析、智能表计读数等技术已经进入试点阶段,但现阶段技术并不成熟,因光照等环境引起误报率高; 同时智能分析技术对于摄像机的部署位置也有严格的要求。由于设备差别较大,每个项目中都可能需要进行定制,研发周期及成本较大,导致无法大规模推广 。 ”

  南京金智视讯技术有限公司副总经理吴宗魁也认为: “智能视频分析是电力系统的发展趋势。但其在电力行业的应用难点是电力特定的智能分析应用,如通过视频自动检测电力设备故障,对电力设备故障定位、及时检修等。 ”据了解,海南电网自2013年开始试点自动巡检站,利用视频智能分析读取变电站现场表计、刀闸分合状态。

  互相 “包容” ,力争实现一体化信息集成

  根据中国南方电网公司 “十二五”信息化规划指示,至2015年,将全面建成一体化、现代化、智能化的企业级信息平台, 信息化全面支撑公司网、省、地、县各级业务和管理发展,形成公司统一的企业级数据中心,实现对智能决策分析的支持。

  信息联网管理为电力行业信息化奠定了通信基石,支撑了电力行业生产自动化、管理信息化、电网智能化的建设和发展。在电力信息化起步以来,电力行业就不断推动信息联网,也取得了一定的成绩:在电网侧,目前生产 、管理分别构建了独立的信息传输网络, 并实现国网、 三华、 网省、 地市、 县、变电站、供电所等业务节点的全面互联,并积极推进配电、用电侧的信息网络覆盖和连接。其中,电网侧生产信息系统通过覆盖行业系统的调度数据网予以互联, 主要分为国调、 省调两级管理平台;管理信息系统通过综合业务数据网予以承载,主要分为国网、省网、地市三级管理层级;

  在发电侧,各大发电集团均基本实现集团、省级、电厂级的信息化网络覆盖,并与电网侧实现生产数据的互联互通。发电侧的发电集团普遍在集团、省级、电厂设立管理平面。

  金智视讯吴宗魁介绍: “电力行业是应用信息技术较早和较有深度的行业之一,电力系统的规划设计、基建、发电、输电、变电、配电、用电、调度等各环节均有信息技术的应用,国内电力行业的信息化水平总体比较高。 ”近期,国务院国资委公布了2012年度中央企业信息化水平评价结果,南方电网公司首次晋升A级,标志着公司信息化水平踏入央企第一方阵。

  监控联网融入业务管理

  自2009年国家电网提出 “三集五大”并进行相应的机构调整后,安保监控的省级联网需求就迫在眉睫了 。 “联网监控管理使得调控中心能够对所辖站点实现统一集中管理,通过可视化巡检可以减少人员投入、 提高工作效率, 实现电力系统 ‘减员增效’的目的。 ”海康威视江智洲提及联网管理带来的好处。

  据了解,在省级联网以及各监控厂家的互联互通方面,南方电网开展得比较早。早前广东电网就开始着手制定相关技术规范及通信协议,经过两年的不断改进,最终实现监控系统省级联网及各厂家的互联互通。广东电网早就开始按照新制定的标准开展厂家入围测试及相关招标,逐渐完成了全省联网的工作。并且,广西电网参考广东模式,借鉴广东标准,也进行了标准的制定及入围测试,并在当年的招标中 ,安装新标准,实现了全省14个地市及一个省级主站的招标建设,并对省内70%的1 10KV及以上等级变电站完成了协议转换改造,实现了全省联网。不过,力维徐俊兵介绍: “目前也只有南方电网 (南方五省)实现了省级联网,而国网还在逐步试点当中 ,进展较为缓慢。 ”

  未来的电力行业,安防系统将为电力安全、调度管理提供强有力的支持。在系统设计、数据交换、施工管理等各个环节将会有机的融为一体。

  随着Q/GDW231-2008 《无人值守变电站及监控中心技术导则》 、Q/GDW Z202-2008 《国家电网公司应急指挥中心建设规范》 、Q/GDW 51 7 .1-2010《电网视频监控系统及接口第一部分: 技术要求》等技术规范先后出台,电力安防系统的建设要求也更为规范,与电力系统运行管理的紧密度越来越高。

  以智能变电站为例,未来将实现生产系统和辅助系统的一体化,需集成视频监控、环境监测、消防报警、门禁巡更、智能控制系统等。深圳市爱科赛科技有限公司陈杰灵则认为,各种系统、设备与生产企业的接口对接已经成为制约规模化联网的主要因素,如果进入到电力云或大数据时代,合理而统一的接口及信息流处理模式应该是首先要解决的。这对于综合数据分析系统企业都有一定的挑战性,更不用说基于单一视频处理平台厂家。富盛科技焦永利也认为: “在智能电网环境下应更加注重多系统联动,如报警系统应预留接口,接入环境监测、视频分析等输出结果。 ”

  据悉,电力行业内目前比较大的集成商基本是几家做综合自动化系统的企业,如国电南瑞、国电南自等。

  物联网促进资源整合

  国家电网公司董事长、党组书记刘振亚在近期发表的 《智能电网与第三次工业革命》中指出,未来的智能电网,是网架坚强广泛互联、高度智能、开放互动的 “能源互联网” 。其中,电网互联网、物联网等相互融合,构成功能强大的社会公共服务平台物联网技术是智能电网网络化发展到一定程度的必然产物可有效促进电力系统基础设施资源的整合,加强对整个电网运行状态的全面实时掌握, 进而提高电力网通信水平, 改善设备利用率

  海康威视江智洲认为: “要实现电网智能化的关键是数据信息是否全面和实时的采集,需要优良的通信通道和覆盖全面的终端采集应用,来保证数据交换的可靠性、全面性、及时性、准确性和一致性。 ”

  金智视讯吴宗魁则谈到: “电力行业对物联网的理解与一般意义上的物联网有所不同。从广义上讲,一切智能采集控制终端联网均可认为是物联网。从这个角度看,电力行业的物联网应用已开展了二十多年。最典型的应用就是智能电表。 ”

  电力行业中,物联网可广泛应用于很多环节, “如发电机组监控、厂区监控、能耗监控功率预测、储能监控电源接入、输电线路、配电自动化等多个方面。这些都是值得探索的商机。 ”富盛科技股份有限公司技术管理部经理焦永利介绍。

  另一方面,爱科赛科技陈杰灵介绍: “物联网技术目前很大一部分能与数字化变电站相适应,而且国家电网的通信网是专网不与电信等网络连接,安全性有很强的保障。随着智能电网和物联网技术的进一步发展,物联网技术必将进一步渗透到智能电网的发展和建设中。 ”

  无线技术助力智能电网建设

  由于电力行业大量的设备处于偏远地区,发电站,位置分散、偏远且不方便布线,大多要求无人 (少人)值守,需用无线实现远程监控。通信链路传输将是安防监控中难以解决的问题。随着3G,4G技术的大量应用,无线传输将是解决这一问题的最切合实际的方案。金智视讯吴宗魁介绍: “电力行业应用无线技术是十分超前的,特别是配用电领域。比如早在十多年前,GPRS/CDMA就已应用在抄表和电力负荷管理上。但在发电厂变电站、调度等核心业务上还是采用独立有线专网,主要考虑到信息安全和可靠性。 ”

  据了解,由于老式变电站的开关多为电磁式,无线信号太强曾引起开关误动。国家电网有过正式发文,变电站不允许建设无线网络。 “但是现在变电站已经基本不使用电磁式开关,多为GIS开关,这个问题已经无需去解决了 。而且,变电站内部会从设备的安全性方面考虑,不允许过多的布线,特别是一些一次设备触点的监测,根本不允许布线,那么无线网络是这方面的有效补充。 ”力维徐俊兵表示。可见无线产品在电网领域的应用具有非常好的潜力。

  值得注意的是, “在智能电网概念下 ,前几年的商机主要集中在变电环节,随着国网、南网的集采,一大批智能变电站纷纷招标建设。随着这几年的建设,部分高电压等级的变电站已完成投资建设,智能电网的建设逐渐向低电压等级变电站、配网、用电环节延伸。 ” 海康威视江智洲谈道。

  未来,传统的安防企业在注重自身产品技术突破的同时,应在信息共享方面应多予以关注。比如电力云中安防类数据的融入和协同处理,安防系统与辅助系统、MIS、SCADA等接口关系处理,电网真正的智能化指日可待!

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