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国电南京自动化股份有限公司 211100
【摘 要】目前，我国正在大力发展智能电网技术，其中智能变电站的建设是智能电网建设不可缺少的重要环节。在智能变电站监测系统的建设中，在线智能监测系统把各种监测设备联系到一起，对电网的安全建设与正常运行起着重要作用。本文主要通过对变电站的前端信号采集与处理系统，网络传输系统和监控中心系统等三部分的介绍，阐明了智能变电站的工作方式是先信号采集与处理再信号传输到最后的监测与控制。然后分析了其系统的相容性。
【关键词】智能变电站；输变电设备；智能监测系统
0 引言
近年来，随着自动化技术的发展，智能监控技术正逐步渗透到各个岗位。智能变电站作为电网的重要组成部分，其智能化的建设实现将对建设整个电网智能化起到关键作用。而保证智能化变电站智能化目标实现的关键因素就是智能监控系统。通过智能监控系统，可以直观、及时的了解和掌握各变电站安全情况，并对于发生的紧急情况作出应急处理方案。因此，通过对智能化变电站智能监控系统的探讨对整个电网来说具有积极意义。
1 智能变电站智能监测系统的定义
所谓智能化变电站，主要是对变电站的智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）的构建，实现24小时自动监控，减少值班人员的运行监盘。而智能监测系统则是通过网络化、信息数字化、共享标准化等方法，以先进、集成、可靠的智能化设备为主要平台完成实时监测设备状态、评估检修周期、自动控制电网、在线分析决策、智能调节调度等功能。使得电站运行变得更加安全、稳定。最终实现经济效益最大化的目的。
2 系统总体设计
2.1 智能监测系统结构
整个智能变电站在线智能监测系统可分成三个部分：前端系统、网络传输系统和监控中心系统。前端系统是指智能变电站在线监测系统对监控区域的图像采集和处理。工作过程是将前端摄像头采集到的信号经由模拟线缆接入到视频编码服务器中，再由视频编码服务器对相应的模拟信号进行编码和压缩，最后通过网络传输系统将压缩后的信号传往监控中心。变电站智能在线监测系统的系统结构图如图所示。
2.2 系统工作原理
智能变电在线智能监测系统就是把现场采集到的信号从变电站的现场采集摄像机中提取出来，再经由数据传输系统将其传输到监控中心的服务器上，也就是一个下行数据传输的过程。首先是把摄像机采集到的信号输入到各自的视频编码服务器中，然后这个服务器会对视频进行处理，先将这个信号清晰化，然后将其压缩，再把处理压缩后的信号发送到数据传输网络中，并通过数据传输网络把信号传输到监控中心。最后在监控中心的数据接收端收集来自前端的数据信息，由终端监控计算机对这些信号进行处理并进行解压缩，再通过计算机的图像电视显示墙以及声卡进行情景回放。
3 系统分部结构设计
3.1 前端子系统
变电站的监控范围称作前端现场，它主要由现场信号采集摄像机、云台和网络视频编码器三个部分组成。主要把现场摄像机采集到的模拟信号发送到视频编码服务器中，在这里视频信号会被压缩并编码成数字信号流。当变电站智能在线监测系统的监控管理中心需要查看相应的监控区域时，监控中心就会通过监控主机发出控制信号调用相应的摄像机，对前段摄像机进行控制。
3.2 网络传输系统
光同步数字传输网络是把不同类型的网元设备通过光缆路线组成的，这些不同类型的网元设备可以实现光同步数字传输网络的同步复用、交叉连接和网络故障自检、自愈等功能。交叉连接系统以灵活的分插任意支路信号，因此它可以用在光同步数字传输网络中点对点的传输，也可以在环形网和链状网的传输中应用。由于光信号在传输过程中会随传输距离的增加而产生衰耗，再生器的功能就是对光信号进行放大、整形处理，主要用于光信号的长距离传输中。当 SDH 传输网络在传输过程中某一传输通道出现故障时，数字交叉连接系统可以对复接段的通道进行保护，把这一信号接入保护通道中。
3.3 监控中心系统
变电站智能在线监测系统的监控中心系统主要是由图像监控服务器，监控管理系统和监控客户终端三部分组成的。由监控中心负责对远端和近端的现场监测设备进行统一管理，并且在管理中要对应好变电站的主控计算机，以便当相应的解码设备对相应的图像信息解码后，把还原后的信号发送到主控计算机中。最后在主控计算机上会显示相应的图像，并记录下变电站智能在线监测系统的的各设备、仪器仪表的使用情况和对应的状态，与此同时在监控中心外配置的大屏幕上可以对屏幕进行显示。变电站智能在线监测系统的控制中心可以对监控现场摄像机进行随意切换和控制。
4 系统相容性
智能变电站在线监测系统在智能监测的过程中不仅要做好监控工作，还要兼顾站内各系统相互间的关系，以防对监测结果产生影响。继电保护系统作为电网安全稳定工作的最后保护关口，它的安全性和可靠性都是最高的，这些特点也对自身有很高的要求，其中最基本的一点就是要保证系统的独立性。在变电站智能在线监测系统出现前电能量采集系统一般是通过拨号的方法向各监测部门发送相应的电量信息，这种方式比较落后。但是随着网络技术飞速发展和控制中心监控系统的改进，电量信息的网络传输也具有了另一种快速、方便的形式，也就是现在的电能量信息采集可以把网卡或网口连接到网络接入设备上，当数据通过电力数据网时，会自动实现网络数据的传输。
5 结束语
本文提出了智能变电站在线监测系统的设计结构，并将其分成三个主要部分即变电站前端信号采集系统，网络传输系统和监控中心系统。在工作中采用了硬件压缩技术和软件解压技术来实现对现场设备的远程监控，进而建立了图像监控工作站。网络通信部分的传输充分利用了网络的传输性能，避免了网络传输过程中的拥塞。监控中心系统主要是完成对现场信号的分析和实时监控，并及时提出应对策略。最后讨论了智能检测系统与周围环境的兼容性。该系统的建立，实现了测量、控制、检查、保护功能四位一体，具有信息共享畅通、功能融合良好、运行操作可靠等优点，切实提高了变电站系统的智能化水平。
【参考文献】
[1]黄新波.变电设备在线监测与故障诊断[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]赵辰鹏.智能变电站一次设备的选择及应用研宄[D].华北电力大学，2010.
[3]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报，2009，2：1-6.
[4]付旭.基于IEC61850的智能控制系统的研宄与设计[D].华北电力大学，2010. [5]李祥珍，刘建明.面向智能电网的物联网技术及其应用[J].电信网技术，2010，8：41-45.
【摘 要】目前，我国正在大力发展智能电网技术，其中智能变电站的建设是智能电网建设不可缺少的重要环节。在智能变电站监测系统的建设中，在线智能监测系统把各种监测设备联系到一起，对电网的安全建设与正常运行起着重要作用。本文主要通过对变电站的前端信号采集与处理系统，网络传输系统和监控中心系统等三部分的介绍，阐明了智能变电站的工作方式是先信号采集与处理再信号传输到最后的监测与控制。然后分析了其系统的相容性。
【关键词】智能变电站；输变电设备；智能监测系统
0 引言
近年来，随着自动化技术的发展，智能监控技术正逐步渗透到各个岗位。智能变电站作为电网的重要组成部分，其智能化的建设实现将对建设整个电网智能化起到关键作用。而保证智能化变电站智能化目标实现的关键因素就是智能监控系统。通过智能监控系统，可以直观、及时的了解和掌握各变电站安全情况，并对于发生的紧急情况作出应急处理方案。因此，通过对智能化变电站智能监控系统的探讨对整个电网来说具有积极意义。
1 智能变电站智能监测系统的定义
所谓智能化变电站，主要是对变电站的智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）的构建，实现24小时自动监控，减少值班人员的运行监盘。而智能监测系统则是通过网络化、信息数字化、共享标准化等方法，以先进、集成、可靠的智能化设备为主要平台完成实时监测设备状态、评估检修周期、自动控制电网、在线分析决策、智能调节调度等功能。使得电站运行变得更加安全、稳定。最终实现经济效益最大化的目的。
2 系统总体设计
2.1 智能监测系统结构
整个智能变电站在线智能监测系统可分成三个部分：前端系统、网络传输系统和监控中心系统。前端系统是指智能变电站在线监测系统对监控区域的图像采集和处理。工作过程是将前端摄像头采集到的信号经由模拟线缆接入到视频编码服务器中，再由视频编码服务器对相应的模拟信号进行编码和压缩，最后通过网络传输系统将压缩后的信号传往监控中心。变电站智能在线监测系统的系统结构图如图所示。
2.2 系统工作原理
智能变电在线智能监测系统就是把现场采集到的信号从变电站的现场采集摄像机中提取出来，再经由数据传输系统将其传输到监控中心的服务器上，也就是一个下行数据传输的过程。首先是把摄像机采集到的信号输入到各自的视频编码服务器中，然后这个服务器会对视频进行处理，先将这个信号清晰化，然后将其压缩，再把处理压缩后的信号发送到数据传输网络中，并通过数据传输网络把信号传输到监控中心。最后在监控中心的数据接收端收集来自前端的数据信息，由终端监控计算机对这些信号进行处理并进行解压缩，再通过计算机的图像电视显示墙以及声卡进行情景回放。
3 系统分部结构设计
3.1 前端子系统
变电站的监控范围称作前端现场，它主要由现场信号采集摄像机、云台和网络视频编码器三个部分组成。主要把现场摄像机采集到的模拟信号发送到视频编码服务器中，在这里视频信号会被压缩并编码成数字信号流。当变电站智能在线监测系统的监控管理中心需要查看相应的监控区域时，监控中心就会通过监控主机发出控制信号调用相应的摄像机，对前段摄像机进行控制。
3.2 网络传输系统
光同步数字传输网络是把不同类型的网元设备通过光缆路线组成的，这些不同类型的网元设备可以实现光同步数字传输网络的同步复用、交叉连接和网络故障自检、自愈等功能。交叉连接系统以灵活的分插任意支路信号，因此它可以用在光同步数字传输网络中点对点的传输，也可以在环形网和链状网的传输中应用。由于光信号在传输过程中会随传输距离的增加而产生衰耗，再生器的功能就是对光信号进行放大、整形处理，主要用于光信号的长距离传输中。当 SDH 传输网络在传输过程中某一传输通道出现故障时，数字交叉连接系统可以对复接段的通道进行保护，把这一信号接入保护通道中。
3.3 监控中心系统
变电站智能在线监测系统的监控中心系统主要是由图像监控服务器，监控管理系统和监控客户终端三部分组成的。由监控中心负责对远端和近端的现场监测设备进行统一管理，并且在管理中要对应好变电站的主控计算机，以便当相应的解码设备对相应的图像信息解码后，把还原后的信号发送到主控计算机中。最后在主控计算机上会显示相应的图像，并记录下变电站智能在线监测系统的的各设备、仪器仪表的使用情况和对应的状态，与此同时在监控中心外配置的大屏幕上可以对屏幕进行显示。变电站智能在线监测系统的控制中心可以对监控现场摄像机进行随意切换和控制。
4 系统相容性
智能变电站在线监测系统在智能监测的过程中不仅要做好监控工作，还要兼顾站内各系统相互间的关系，以防对监测结果产生影响。继电保护系统作为电网安全稳定工作的最后保护关口，它的安全性和可靠性都是最高的，这些特点也对自身有很高的要求，其中最基本的一点就是要保证系统的独立性。在变电站智能在线监测系统出现前电能量采集系统一般是通过拨号的方法向各监测部门发送相应的电量信息，这种方式比较落后。但是随着网络技术飞速发展和控制中心监控系统的改进，电量信息的网络传输也具有了另一种快速、方便的形式，也就是现在的电能量信息采集可以把网卡或网口连接到网络接入设备上，当数据通过电力数据网时，会自动实现网络数据的传输。
5 结束语
本文提出了智能变电站在线监测系统的设计结构，并将其分成三个主要部分即变电站前端信号采集系统，网络传输系统和监控中心系统。在工作中采用了硬件压缩技术和软件解压技术来实现对现场设备的远程监控，进而建立了图像监控工作站。网络通信部分的传输充分利用了网络的传输性能，避免了网络传输过程中的拥塞。监控中心系统主要是完成对现场信号的分析和实时监控，并及时提出应对策略。最后讨论了智能检测系统与周围环境的兼容性。该系统的建立，实现了测量、控制、检查、保护功能四位一体，具有信息共享畅通、功能融合良好、运行操作可靠等优点，切实提高了变电站系统的智能化水平。
【参考文献】
[1]黄新波.变电设备在线监测与故障诊断[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]赵辰鹏.智能变电站一次设备的选择及应用研宄[D].华北电力大学，2010.
[3]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报，2009，2：1-6.
[4]付旭.基于IEC61850的智能控制系统的研宄与设计[D].华北电力大学，2010. [5]李祥珍，刘建明.面向智能电网的物联网技术及其应用[J].电信网技术，2010，8：41-45.