嵌入式視頻電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

嵌入式視頻電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

0成本的壓力和效益相提高隨著計算機科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)規(guī)模越來越大。需求的根本原因是市場的需求。需求的根本原因是成本壓力和效率的提高。對于電力綜合自動化系統(tǒng),傳統(tǒng)的功能就是達(dá)成共識的“四遙”功能,在滿足四遙功能的基礎(chǔ)上,很多系統(tǒng)開發(fā)商集成了一些功能,如電壓無功自動調(diào)節(jié)功能(VQC)、五防功能、模擬操作票功能等。嵌入式視頻電力綜合監(jiān)控系統(tǒng),是將先前獨立的視頻監(jiān)控系統(tǒng),集成到電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)中,將傳統(tǒng)的四遙功能變成五遙功能:遙測、遙信、遙控、遙調(diào)和遙視。1動化系統(tǒng)運行過程電力綜合化系統(tǒng)是應(yīng)用于變電站、發(fā)電廠等用于電力、能源監(jiān)測控制的綜合自動化系統(tǒng),最初,也只具有“四遙”功能,在現(xiàn)場運行過程中,發(fā)現(xiàn)很多工程都配置有視頻監(jiān)控系統(tǒng),并且很多用戶也提出了將視頻監(jiān)控功能集成到電力綜合自動化系統(tǒng)中的需,以便于對視頻信號進(jìn)行實時監(jiān)控和分析。1.1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)集成后的系統(tǒng)總體上采用原系統(tǒng)的架構(gòu)-C/S架構(gòu),采用分層分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。集成后系統(tǒng)整體架構(gòu)如下:1.2系統(tǒng)性能1.2.1缺少統(tǒng)一的規(guī)范連接傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng),一般只是作為獨立的應(yīng)用而存在。視頻監(jiān)視系統(tǒng)不能夠與綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行有機、靈活的集成。并且原有的視頻監(jiān)視系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口,和監(jiān)控系統(tǒng)或調(diào)度自動化系統(tǒng)間的交互幾乎是不可能的。神東煤炭分公司在變電站采用的PowerSCADA3000嵌入式視頻電力綜合自動化系統(tǒng),通過采用標(biāo)準(zhǔn)的媒體傳輸控制協(xié)議,使視頻監(jiān)視客戶端與現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)無縫集成,把“遙視”與原有的“四遙”有機地結(jié)合為一個整體,提高了監(jiān)控系統(tǒng)的整體自動化水平。1.2.2合自動化系統(tǒng)的平臺架構(gòu)PowerSCADA3000嵌入式視頻電力綜合自動化系統(tǒng)可以在多種平臺下跨平臺運行,在整體架構(gòu)上包括服務(wù)端和客戶端兩個部分,可以跨Windows系統(tǒng)和UNIX系列平臺運行。1.2.3mpeg4視頻編解碼技術(shù)PowerSCADA3000嵌入式視頻電力綜合自動化系統(tǒng)中的視頻監(jiān)視系統(tǒng)采用了國際標(biāo)準(zhǔn)的、先進(jìn)的MPEG4和MJPEG圖像編解碼技術(shù),對圖像進(jìn)行壓縮和編碼。不但有效地降低了視頻監(jiān)視對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶寬對的占用,而且降低了視頻錄像對磁盤空間的占用。在網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)一步受限的情況下,還可以通過調(diào)整幀率來進(jìn)一步降低對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求。1.2.4視頻數(shù)據(jù)傳輸PowerSCADA3000嵌入式視頻電力綜合自動化系統(tǒng)中的視頻監(jiān)視系統(tǒng)的媒體數(shù)據(jù)傳輸采用國際標(biāo)準(zhǔn)的流式媒體傳輸協(xié)議,使視頻數(shù)據(jù)服務(wù)器和視頻監(jiān)視客戶端之間多媒體圖像數(shù)據(jù)的傳輸更快速,更可靠。采用標(biāo)準(zhǔn)的媒體傳輸協(xié)議,也使得視頻監(jiān)視系統(tǒng)與集控站系統(tǒng)的有機集成成為可能。1.2.5視頻監(jiān)視的解碼與解碼一般的視頻信號要占用較寬的網(wǎng)絡(luò)帶寬,復(fù)雜的編碼算法又會導(dǎo)致占用CPU資源過高。這是長期以來一直困擾著變電站網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)視的一項難題。PowerSCADA3000嵌入式視頻電力綜合自動化系統(tǒng)通過采用先進(jìn)編解碼技術(shù),以及多種策略來調(diào)整視頻監(jiān)視的解碼算法,使最終用戶能夠在低帶寬占用率、低CPU占用率的情況下,獲取到清晰、流暢的視頻監(jiān)視畫面。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的視頻監(jiān)視媒體流式傳輸協(xié)議,使視頻監(jiān)視客戶端的視頻請求可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行調(diào)整。1.2.6與變電站的接口PowerSCADA3000嵌入式視頻電力綜合自動化系統(tǒng)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)提供接口,可以與變電站的安防系統(tǒng)進(jìn)行集成。對于來自安全防范設(shè)備,如溫度、濕度、煙感、紅外、入侵等報警器來的告警信號,根據(jù)外配設(shè)備可以以聲、光等形式通知值班人員。2系統(tǒng)應(yīng)用2.1系統(tǒng)應(yīng)用效果通過在多個變電站實際運行,達(dá)到了以下應(yīng)用效果:2.1.1控制電路和控制板運行監(jiān)測由于視頻監(jiān)控功能無縫集成到SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中,具有事件驅(qū)動視頻捕捉功能,當(dāng)進(jìn)行遙控操作或發(fā)生異?；蚬收蠒r,系統(tǒng)會及時啟動視頻信號,跟蹤遙控對象和事件相關(guān)對象,通過視頻監(jiān)視遙控狀況和相關(guān)事件設(shè)備的運行情況,及時了解現(xiàn)場情況。也可對相關(guān)的視頻錄像,以便事后分析和記錄存檔。2.1.2監(jiān)控功能視頻巡視系統(tǒng)由于監(jiān)控客戶端既是SCADA監(jiān)控系統(tǒng),又是視頻監(jiān)控客戶端,運行人員可以集中運行和管理,定時通過視頻監(jiān)控功能視頻巡視所監(jiān)控的設(shè)備運行狀況。當(dāng)某設(shè)備發(fā)生了視頻幀信息變化時,如大的震動,開關(guān)設(shè)備分合閘或外來物入侵等,都會在監(jiān)控系統(tǒng)中及時彈出相關(guān)的視頻信號,便于及時了解現(xiàn)場異動情況,同時觀察當(dāng)前電力系統(tǒng)的運行情況。與安防系統(tǒng)集成,運行人員也能及時了解運行現(xiàn)場的環(huán)境狀況,如環(huán)境溫濕度及有無外來人入侵等。2.1.3便于維護(hù)由于系統(tǒng)集成了視頻監(jiān)控、安防系統(tǒng)等,系統(tǒng)設(shè)備和服務(wù)均為同一供應(yīng)商提供,也便于系統(tǒng)的維護(hù)及升級。2.2系統(tǒng)應(yīng)用價值分析2.2.1改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)與scad系統(tǒng)合并采用集成視頻的綜合監(jiān)控系統(tǒng)后,由于將一些硬件設(shè)備合并,如視頻數(shù)據(jù)服務(wù)器與SCADA數(shù)據(jù)服務(wù)器合并,視頻監(jiān)控客戶端與工作站合并,光端交換機減少,敷設(shè)的光纖電纜減少。同時,減少了現(xiàn)場服務(wù)費用,節(jié)約了采購成本。2.2.2減少設(shè)備差運行狀況,提高生產(chǎn)效益系統(tǒng)集成以后,運行人員普遍反映便于監(jiān)控,能夠及時的追蹤現(xiàn)場設(shè)備運行狀況,心中有數(shù),倒閘操作時間和故障處理時間比以前大大減少,提高了設(shè)備運行時間和減少設(shè)備停運時間,提高了生產(chǎn)效益。并且,也提高事故綜合分析能力和解決問題的能力,同時也提高了運行人員的生產(chǎn)率。2.2.3提升了管理績效集成的系統(tǒng),無論是運行權(quán)限的管理,設(shè)備及系統(tǒng)的管理,人員的管理等都以前精簡和有效,提升了管理部門的綜合管理水平,同時也提高了管理績效。2.2.4提高系統(tǒng)維護(hù)水平集成的系統(tǒng),由于采用同一系統(tǒng)提供商的產(chǎn)品和系統(tǒng),在實施、運行及維護(hù)過程中,都是與同一供應(yīng)商協(xié)同,用戶很容易掌握,提高了系統(tǒng)維護(hù)水平,減少了系統(tǒng)的維護(hù)時間,同時,系統(tǒng)的備品備件也容易獲取,減少了系統(tǒng)整體維護(hù)費用。另外,統(tǒng)一供應(yīng)商也易于系統(tǒng)的升級和性能提升。3從“子站”