摘要：智能变电站是国家电网日益建设强大的必然趋势。本文简要系统地阐述了智能变电站的概念，视频监控的系统设备特点以及智能变电站的关键技术和目前的技术现状，并在电力行业应用需求的基础之上，针对电力系统实现变电站无人值守这个需求，分析了智能变电站视频监控系统的关键技术和应用方法，以便实现真正意义上的无人值守智能变电站。
关键词：网络摄像机；视频监控系统；数字高清；图像处理 远程监控；网络传输；智能化变电站
一、系统概述
1.1引言
随着中国经济的飞速发展，电力能源、通信行业在国家经济中占据越来越重要的地位。在计算机快速发展的今天，计算机的保护功能、监控功能、光纤的应用以及光传输设备大容量、远程的通信能力，都达到了较高水平，自动控制技术得以充分的应用，再加上网络通信技术的日趋成熟，这些技术的发展无疑推动了智能变电站的建设，并可以使智能变电站更加完善其功能。未来电网的发展趋势势必是以实现全方位智能变电站为基础的。要建设智能化电网，首先要建设智能化变电站。随着电力系统开始进行全面的网络改造，各变电站也相应开始达到无人值守的要求，以便提高工作效率。在电力调度中心和集控站建立视频监控中心，能够对各变电站的环境参量，视频，以及有关数据进行全面智能的监控监视，以便能直接实时的监视和控制各个变电站环境总体状况及设备运行情况，并及时的对各种突发情况进行处理解决。
1.2发展现状以及存在问题
随着电网的迅速发展，无论是变电站数目，还是值班队伍都在迅速增加，变电站无人值守的建设进程也在不断被向前推进。经过多年的建设，在目前电业行业发展的情况下，即使智能变电站已日趋完善，但依然存在不少问题，主要的问题集中在：部分变电站依然还没有安装视频监控系统，或者只实施了部分视频监控和报警系统，系统并不完整，达不到相应的要求。而且这些并不完善的部分监控系统还大多分布分批实施，导致系统各自独立运行，甚至每套系统都需要独立的管理人员，无形之中降低了系统的运行效率，很难达到集中管理，综合监控的要求目标。
1.3总体目标
变电站作为智能电网的关键核心环节，其稳定的运行时重中之重。为了解决运行人员的匮乏和提高国家电网的安全运行和生产管理现代化水平，需要建立一套符合变电站安全规范的现代化智能视频监控系统，以全面推动智能变电站的全面建设和应用。
二、变电站视频监控系统概述
2.1 视频监控的发展
早期的视频监控大致可以分为三个阶段：
第一个阶段是模拟视频监控系统：
即采用Syv75-5同轴电缆线连接的模拟信号摄像机及硬盘录像机设备。
第二阶段是数字视频监控系统：
即数字高清摄像机，从摄像机采集图像、编码、传输等全部为数字信号。
第三个阶段是网络化的视频监控：
网络摄像机是在模拟摄像机的基础上集成了视频压缩和网络传输处理模块，兼具模拟摄像机和视频服务器的技术特点。网络摄像机只要安置在任何一个具备IP网络接口的地点即可独立运行。网络摄像机除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统。
随着计算机处理能力的提升，软硬件条件的飞速发展，其更新换代也相应带动了存储容量的迅速提升、网络带宽不断提高升级以及实用视频信息处理技术开始出现，视频监控开始进入全网络化视频监控设备的时代，即网络化视频监控。
2.2视频监控的特点
依据电力系统配电网的划分标准，变电站按照电压等级来进行划分即可为三种类型——高压变电站，中压变电站，低压变电站。其中，属于无人值守变电站的包括超高压变电站和高压变电站，而主要的是35kv至500kV之间的变电站。
应用这样的视频监控系统，应该具有一些特点，例如：
（1）功能齐全。系统应该能适应环境的变化，能长期高效稳定可靠的运行。
（2）视频的效果好。全网数字化，高清录像机，能提供高清晰动
态图像。
（3）系统的功能强大。应该便于集中管理额综合利用，还能对重要的图像信息进行备份。
（4）使用方便。有人性化的界面，智能化管理，支持联网，也有灵活的管理权限。
2.3视频监控系统的构成
视频监控系统是利用变电站的视频监控主机来对变电站内各个监视目标（比如各个受监控的变电站）区域内的环境，报警信息进行集中处理。同时，这些有用的数据信息将由视频监控主机通过一定的通信网络（比如光纤以太网等）传输到调度中心和集控站视频监控中心，由运行人员通过监控中心视频监控工作站进行监视。因此，根据整个视频监控系统的流程来看，一套完整的视频监控系统主要是由三个部分构成的，一是前端设备，二是传输网络，三是监控中心。
前端设备主要是由一些硬盘录像机，交换机、各类摄像头，各种功能的传感器，例如一些传感报警探测设备等组成。前端设备的功能就是完成图像采集，图像处理，报警采集和数据的存储。
传输网络主要就是通过一定的传输介质来进行数据传输。
监控中心主要完成的功能是远程的进行实时监控，报警处理，紧急情况的解决。
2.4视频监控系统传输通道的要求
目前变电站图像监控系统主要有三种传输方式：
（1）以太网传输
为了能够顺利的将变电站的图像，声音，数据通过正确的可使用的接口上传到监控中心，以太网传输方式首先要求各个变电站的光纤或者微波设备提供以太网接口。或者另外一种传输数据的方式是变电站和监控中心通过局域网相连，这些有用数据和信息通过以太网经过各级路由器，交换机或集线器上传至监控中心。
（2）2M/以太网传输方式
2M/以太网与以太网传输方式的首要要求是相同的，同样是需要各变电站的光纤设备提供2M接口，以便变电站的图像声音数据能通过正确的接口传到监控主机，再经过监控主机，通过2M以太网上传至监控中心。监控中心再通过2M/以太网线将各个变电站上传上来的数据汇集到中心网络交换器上与局域网上的其他机器连接，以来进行处理。
（3）光纤模拟传输方式
这种传输方式下，图像不经过任何的压缩处理，直接通过光纤传导就把模拟图像传输到远端。在用以太网传输的情况下，会存在信号衰减严重的情况，所以在工作中，远距离的数据传输大多采用这种光纤模拟传输方式。
随着无人值守变电站建设的建设步伐推进，以及“大运行”、“大检修”体系的建设，电网调控和检修模式发生了深刻变化，对变电站的各类信息需求也提出了更高的要求。同时为满足通信信息集中联网监控的需求，需要对变电站的环境、视频、安防等数据信息进行远程集中监控。
三、总结
3.1注意问题
视频监控系统涉及图像采集，图像压缩，通信技术和计算机处理及网络应用等很多方面的技术应用，想要有很好的实现，需要注意一些问题：
（1）合理布置。能根据不同的环境，选择合适的位置安置不同类型的摄像头，精心布置，做到使用较少的摄像头设备就能达到有效监控更多目标的效果。
（2）我们应尽量选择质量好，可靠性高，性能优越的视频服务器。以免出现后期大量人员维护更换设备所带来的不必要的麻烦。
（3）网络通道的质量非常关键。网络通过的质量决定了监控中心和监控终端是否能够得到高质量，良好清晰的动态图像。通常会使用增加网络带宽的方法来提高图像的传输速率和图像的清晰度。
（4）视频电缆必须采用抗干扰，防雷电等技术措施。系统设备也应该相应的对好防雷电静电，过流保护等措施，才能有效保证整个系统的正常运转，稳定运行。
有了一定的保护措施，先进稳定可靠耐用的监控系统，才能真正最终达到无人值守变电站，也安全运行的目的。
3.2结束语
高清，智能，网络化是视频监控的发展趋势，也是适应智能变电站的必然选择。在如今大数据当道的时代，云监控，安全摄像机，热成像等新技术的应用也必将促进视频监控系统的飞速发展。相信在未来的变电站的视频监控不会仅仅局限在现在的监视报警系统功能，能够在真正的意义上实现视频识别与检测。
参考文献
[1]《变电站视频监控系统设计研究》文章编号：1009-4897（2007）09-0060-05
[2]《变电站视频监控系统探讨》文章编号：1009-3044（2009）08-2016-01
[3]《构建变电站视频监控系统探讨》文章编号：1671-8380（2013）05-0054-03
论文作者:熊超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/9
标签：变电站论文; 监控系统论文; 视频论文; 视频监控论文; 智能论文; 图像论文; 以太网论文; 《电力设备》2017年第34期论文;