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1、1 项目概述 1.1背景及现状 随着我国经济的高速发展，国家电网公司在生产、运营、管理等各个环节都面临着更大的考验和全新的挑战，提出了建设坚强智能国家电网的方针，并于2010年出台了110（66）kV220kV变电站智能变电站设计规范。该开发区110千伏变电站按系统比较重要变电站设计。 主供省级经济技术开发区及周边地区工农业生产和生活用电。全站采用综合自动化，实现无人值班。1.1.1 背景伴随国家电网公司“智能电网”战略的提出，新时期、新形势、新要求对变电专业工作提出了更高的挑战。“智能电网”战略的基本前提就是需要将电力公司下属的各专业公司、各属地公司、各职能部门负责的电网运行的各种类型的信息
2、和数据整合到一个统一的“智能电网”信息平台上来。对于变电专业来说，如何将分散在各个厂站、各种类型主辅设备、各信息系统中的电网运行信息融合起来，并最终转化为“智能电网”信息大融合的有机支撑部分成为未来变电专业生产管理信息化工作中面临的巨大挑战。节能减排，不只是为了度过眼前的煤荒、油荒、电荒，近年来，全国大部分省、区、市严重缺电，各地电网出现不同程度的拉闸限电，全年缺电达600亿度，此时正有数亿人受着缺电的“煎熬”。因此，许多人把节能视为度过眼前的饥荒的最后“铩手锏”。毫无疑问，看眼前节能迫在眉睫。1.1.2 现状目前变电站处于“重主设备、轻辅助设备”的状态，对无人站的辅助设施缺乏实时、有效的监控
3、手段。目前变电站的图像监视及安全警卫系统中-不考虑对设备运行状态进行监视，与110（66）kV220kV变电站智能变电站设计规范中要求对一次主设备如变压器和断路器等在站控层实现可视化展示的智能化设计要求还有不足。另外变电站的辅助设施还存在如下不足：现状一：辅助设备多样，相互独立，形成信息孤岛；现状二：人为判断的被动式报警，误报漏报现象；现状三：系统间相互独立，无行之有效的联动机制；智能检测及辅助控制系统将解决目前变电站的这些问题，提高辅助系统的整体水平，满足新时期智能变电站建设的发展需要，为无人值守变电站的安全稳定运行提供更加可靠的保障。1.2 建设目标智能检测及辅助控制系统建设将在国家电网公
4、司坚强智能电网规划的指导下实施建设，从实际出发，分步实施，逐期完善系统功能，最终实现以下建设目标：1) 建设一个安全可靠、实时动态、深度融合，满足变电站运行管理和指挥决策等要求的智能辅助决策平台，稳步推进变电站运行管理工作效率不断提高；2) 建立一个平台级的集中监控环境，将变电站遥视系统、安防系统、灯光系统、空调等辅助系统有机的整合到平台统一管理及联动处理和相应，提高应急处理的和反映能力；3) 以设备运行模型为基础，融合视频图像监控信息、设备故障信息、设备在线监测信息、环境监测等信息形成变电站电气设备运行状态监测支持；4) 以预案流程为依据、以保障体系为支撑、以音视频互动技术为载体、融合多方信
5、息的辅助决策形成变电站运行管理故障处理支持；5) 以变电站设备为基础、充分利用变电站原有各辅助系统，融合新的智能技术、智能联动机制等技术形成对变电站运行管理的支持；6) 通过变电站运行智能辅助决策平台的建设，最终形成国内一流的变电站运行管理新模式，提升各变电站各辅助系统的作用，提高变电站运行智能管理和工作效率；3 系统解决方案3.1 设计思想及理念系统的设计以易用性、主动性、兼容性、稳定性、安全性、可扩展性为中心思想，力求打造强大的辅助系统大集控管理平台。本系统将以智能变电站为建设方式为理念进行设计，以110KV变电站为试点，集控站作为指挥中心接收变电站实时信息并加以处理。逐步实现所辖变电站的
6、集控，系统设计也考虑到了变电站长远的利益，有效地利用现有建设基础，最大限度地保护用户投资。3.2 系统结构设计3.2.1 系统组成系统由中心平台系统、前端系统、后端系统、承载网络四个部分组成。系统组成示意图 平台系统平台是整个系统的核心部分，主要由服务器及各中间件组成，主要负责将前端上传的图像信息、安防信息、环境信息、消防信息等进行整合、分类，利用中心平台及智能设备对图像及事件进行智能分析处理、平台可根据前端各子系统采集的信息制定相关策略、通过功能服务器管理各功能模块、通过存储转发服务器将信息的存储转发等。 前端系统前端系统主要由图像采集子系统、安防子系统、消防子系统、环境监测及控制子系统、以
7、及综合智能接入及编码系统几个方面组成，前端系统负责将前端的图像、安防、消防、环境等系统信息进行采集。前端系统接受平台的统一管理。 后端系统在系统中的作用是对已采集到的信号进行处理，包括视频信号的切换、显示和记录等主要功能。后端系统包括指挥中心和个人用户两种业务应用模式，个人用户由PC机和客户端软件构成;指挥中心由解码设备、虚拟矩阵、图像控制管理单元、控制键盘、存储系统、电视墙/大屏幕显示等设备构成，后端系统接受平台统一的管理。 承载网络本系统是构架在一个完善的、高性能的TCP/IP网络基础之上的。由于其主要业务是实时的图像、语音、数据业务，对传输网络的要求较高。3.2.2 系统物理拓朴图系统物
8、理拓朴图4 平台建设方案4.1 平台的业务需求从业务角度考虑，智能检测及辅助控制系统是非常重视具体应用的系统，应用的业务越多，空间可能越大，这将要求平台提供更大的业务扩展弹性。比如视频监控、环境系统管控、安防系统接入、消防系统接入、等等多种业务形式，都将是智能检测及辅助控制系统具有的业务功能。这种情况下的平台有可能不再是纯粹的监控业务的平台，而是多媒体业务的统一的平台。甚至包括一些其它自动化系统，如综自、红外、烟感等自动化系统。因此，平台的搭建将为整个辅助系统提供全方位的管控。4.2 平台系统组成平台由管理服务器、功能服务器及存储转发服务器组成，使用开放式设计理念，利用中间协议等手段为其它业务
9、形式提供了开放式的接入标准，整合后台的数据存储、分析、传输等功能，提供一个全面一体化的管控平台。1) 管理服务器：平台管理的核心单元主要负责实现对本区域的业务和设备进行管理；可实现前端设备、后台系统的接入、信令转发处理、用户管理、干线管理、矩阵控制、报警信息的接收与处理以及系统设备及其业务支撑信息管理，同时为用户提供认证、授权等服务。每个管理服务器可以分级管理自成系统，同时多个管理服务器支持多级级联组成多级系统，核心管理服务器具备最高权限，上级管理服务器可以管理本区域的下级管理服务器，从而实现全网统一管理、统一权限、统一编码、统一平台。2) 功能服务器：平台的重要组成部分功能服务器是VIMS管
10、理平台的业务功能部分，主要包括：n 安防功能模块：主要实现前端前端安防系统的报警、控制、等功能，可实现与前端设备地联动。n 环境监测功能模块：主要实现对前端环境系统的监测管理，可制定联动机制。n 环境控制功能模块：主要实现对前端环境系统的控制处理。n 消防接入功能模块：主要实现消防系统信息的接入处理。n 图像处理功能模块：主要实现对图像的智能功能处理。n 报警服务功能模块：一个域中只有一个报警服务器,其作用是得到正确的主机状态 ,及接收外部的任何报警请求，封装成统一模式，并将报警信息广播。n 控制服务模块：一个域中只有一个控制服务器, 实现本地端对前端设备的动作控制, 编辑和调用预置位, 控制
11、优先级调度。 n 数字矩阵服务器：一个域中可有多个数字矩阵服务器，其作用就是接收网络上的通道数字信号转为模拟信号。模拟信号可连接电视墙或智能服务器等。n GIS功能模块：面向全网用户提供摄像机点位的三维GIS电子地图服务，用户可及时获取并更新地图信息，方便直观地定位和查看前端监控点图像。n 智能分析功能模块：按照设定好智能分析的规则、时间、范围进行智能分析处理，与报警服务、存储服务和GIS服务等模块联动。功能服务器还包含其它系统功能，这里就不一一论述。3) 存储转发服务器：平台的数据存储及转发部分其主要功能是对媒体及数据内容进行采集、缓存、调度和传输播放，流媒体应用系统的主要性能体现都取决于存
12、储转发服务器的性能和服务质量。因此，存储转发服务器是流媒体应用系统的基础，也是最主要的组成部分4.3 平台功能4.3.1 平台基础功能1） 实时视频n 界面友好操作简单，经过管理中心服务器认证后，能自动以树形结构将浏览的前端设备和摄影头编排列出来，可以根据职能或业务或区域进行分组。同时结合手工自由点播，可以非常直观、方便的查看权限许可的实时或非实时画面；n 支持1、4、6、8、9、13、16画面切换监控；n 支持对音频的实时接收，可选择静音/打开音频；n 支持多画面轮巡，即系统应具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对所有的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同监控点的图
13、像、同一监控点内不同摄像机等，轮巡间隔时间可设置；n 支持图像实时抓拍功能；n 支持本地实时录像功能；n 抓拍和录像路径可设置；2） 智能存储及回放功能n 支持手动录像、自动定时录像、动态感知录像、报警联动录像、视频丢失报警录像、循环录像和报警预录像；支持服务器录像和本地录像；n 分布式存储结构：录像内容可存储在PC客户端、服务器、专用存储设备或带硬盘的视频编码器上，用户可通过客户端软件对全网的录像文件进行统一管理；n 支持存储服务器、磁盘阵列、NAS、SAN等多种存储方案；n 多画面同时回放：支持同时回放多个服务器或本地的多个存储通道的同一时间的录像文件，多达16画面同时同步回放，支持1/4
14、/6/9/16画面显示；n 支持多种回放操作：回放时可以进行暂停、播放、停止、快放、慢放、单帧步进、单帧后退、循环播放、精确定位到某帧、打印、缩放、备份、调节音量、调节亮度色度对比度色调等操作；n 画面抓拍：将任意一副回放图像存放成JPEG或BMP格式的图像；n 支持节假日设定、预录像设置、录像文件最大长度设定、存储容量设置和状态显示；n 支持文件存储设定和录像状态（自动、手动、报警、运动检测）显示；n 录像工作表：可为每个摄像机指定录像工作表。工作表可按周一至周日以及节假日的不同时间段分别指定不同的动作设定；n 录像文件检索：按日期、时间、类型、服务器、通道检索客户端本地或远程服务器端录像文
15、件，检索后还可以按日期时间、通道、服务器、类型来过滤；3） 全面的报警机制n 提供报警录像提前的预录功能；n 报警接入：通过I/O报警输入或RS232串口，系统能接入各种标准的报警探测器，包括：红外对射、双鉴探测、烟感、温湿度、智能报警、玻璃破碎等；支持多种型号报警盒和报警主机的连接；n 同步侦测平台内不同系统的报警信号，当发生报警时，通过自定义宏的方式，根据需要灵活定制报警联动策略，自动启动各种对应的联动设备；n 报警日志记录报警发生的时间和报警内容，提供完整的报警信息历史追溯；4） 远程控制n 摄像机色度、亮度、饱和度、对比度的实时控制；n 云台控制（上、下、左、右），包括自动巡航，预制位、灯光/雨刷功能的支持；n 可变镜头远近、大小、聚焦调节；4.3.2 平台系统功能1） 分布式系统构架n 每个节点独立自治，多个节点无缝联结在一起形成一个更大的局部自治区域，多个局部自治区域联结成一个大的网络；n 节点之间可以设定上下级关系，即多个节点可以分层级，全网中的层级数没有限制；n 节点之间形成层次式节点树结构，节点内部形成层次式对象树结构，节点树和对象树构成全网的所有资源；n 所有资源统一命名，全网每个资源有唯一名称，每个资源均有其属性，属性的取值可以有不同类型；n 提供一致
