河北南网变电站安全防护系统的研究

本文针对河北南网下辖的重要变电站重点发展“有人留守、远方集中监控、定期巡检维护”的集中管控模式，着重对变电站安全防护系统进行了研究与分析，为河北南部电网安全运行提供了一种有效可靠的技术方法。

【关键词】河北南网 安全防护系统 变电站

1 河北南网变电站安全防护系统研究背景

目前河北南网针对下辖的重要变电站重点发展“有人留守、远方集中监控、定期巡检维护”的集中管控模式，缩减驻站人员，利用电力科技发展探索出的一种新型的值班方式。变电站安全防护系统要采用计算机、通信、图像处理技术，以数字计算机为核心、结合IP视频技术，依托河北省电网已建成的宽带数据网络，充分发挥网络的优势。系统主要采用智能视频分析技术构建虚拟周界体系和PTZ目标跟踪录像技术，结合实体周界防御手段，包括微波对射/立体雷达、高压脉冲电网等。彻底解决原有边界防御的不足，将周界防御由线扩展到面。通过该系统可以实现监控图像有效记录，实时查看变电站现场视频。领导和相关管理人员可以随时调看每个地点的当前状况；在发生意外情况时，可以根据现场状况，及时调派人员处理，消除重大事故隐患；可随时随地迅速查看定时定点的录像资料，保留有价值的历史资料。

2 河北南网变电站安全防护系统主要技术内容

根据变电站安全防护系统的设计目标和变电站的通信信道情况。系统通过光纤信道将各变电站的变电站安全防护系统接入超高压分公司集控管理中心中的管理平台和省应急指挥中心平台，构成完整的三级管理架构。

安全防护系统作为一个高度集成的系统，变电站端实现监控视频和各种报警全部远程汇总到集控中心管理平台，整个系统扩展性好、配置灵活、组网方便、并且便于管理和维护。

2.1 系统硬件结构

2.1.1 变电站端硬件体系

站端系统从硬件结构来看分为3部分，分别是：视频采集及报警探测器、传输系统和智能分析及管理分中心系统。

（1）视频采集及报警探测器。视频采集及报警探测器在系统中主要实现对站内入侵目标的探测功能，视频采集设备将进入监控范围的目标视频采集后传输到后面的分析系统，而报警探测器检测到目标进入探测范围就会发出报警信息到后面的报警管理系统。

前端视频采集主要包括室外虚拟周界智能视频行为识别所需视频的采集和站内用于入侵目标跟踪的PTZ视频采集。需要由固定的一体化摄像机、快球摄像机构成，实现对监控节点的实时监控的目的。

（2）传输系统。在变电站安全防护系统中的传输系统包含2个部分，一个是前端视频采集和报警探测器到后面视频智能分析和报警管理主机间的传输系统，另一部分是设备管理网络接口与变电站监控分中心间的传输系统。

（3）智能分析及管理分中心。智能分析设备直接连接视频光端机，将前端视频采集设备回传的视频数据进行实时分析。设备提供以太网口作为设备的配置和管理接口，并接到上述以太网传输通道中。智能视频监控采用领先的计算机视觉、人工智能等技术，对视频进行周界监测与异常行为分析，为用户提取视频图像中的关键信息。主要核心技术包括：前景物体检测；特征模式分析；运动模式分析。

智能视频行为识别系统运用上述技术，专门针对人的特征以及人的运动进行模式分析，采集了描述人体各部分的外形轮廓、相对位置、颜色等多种特征，组成了海量的辅助分类信息，与运动跟踪的结果一起对视频中的人的行为或性质做出判别，可以实现如闯入、翻越等异常行为的检测。

监控工作站采用商用PC，通过IE浏览器访问管理分中心平台。系统采用了B/S结构，主要任务都在服务器上处理，所以工作站的配置可以相对低一些，与以往的分布式系统相比，可以带来较高的投入产出效益。用户可以使用较少的投资，就能配置较多的工作站，既节省了投资，又扩大了系统的应用能力。

2.1.2 超高压管理中心硬件体系结构

超高压管理中心硬件结构比变电站端少了采集前端部分，只包括传输系统和管理中心系统。

传输系统采用以太网技术，联通变电站端和超高压管理中心的管理平台。

管理中心采用管理平台服务器、数据库服务器合二为一，在满足性能要求的基础上提供最高的性价比。

监控工作站采用商用PC，通过IE浏览器访问管理分中心平台。

2.2 系统软件结构

变电站安全防护系统的管理平台用于管理前端系统中的资源。管理平台以分级管理的机构建立，在本方案中管理平台部署在超高压分公司的集控管理中心，可以对前端的总计20个500kV变电站中的所有变电站安全防护系统中的资源进行远程的管理和备份存储，包括变电站端的视频监控子系统中的DVR数字硬盘录像机、快球摄像机；智能视频分析设备；报警主机。

在变电站端可以部署监控终端，监控终端的权限由超高压分公司集控中心管理平台分配，实现对本变电站的资源的管控，包括DVR手动录像、快球控制、预制位巡检等操作。

软件系统由管理服务器、终端、流媒体服务器、录像服务器、外部告警采集（OPC）和数据库系统构成。

2.3 技术特点

变电站安全防护系统是一套通过IP网络来实现的管理系统。主要实现一个集控中心管理平台对前端多个变电站站端系统的管理，包括站端多路现场图像接收、摄像机遥控功能、用户登录管理、优先权的分配、控制信号的协调等 。监控中心是完成整个系统的中枢部分，承担着与用户和前端设备的接口任务。同时完成与省应急指挥中心的对接，提供省应急指挥中心所需要的监控视频资源。

3 结论

通过对河北南网变电站安全防护系统的研究，可以使变电站的整体防护体系得到极大的提升。系统能在入侵即将发生的第一时间发出预警，启动相应预案，在入侵发生前阻止该事件的发生。当入侵正在发生时发出报警、侵入者侵入变电站后可以进行跟踪录像及报警。做到事前预警、事中报警/跟踪/记录、事后有据可查。

作者单位

国网河北省电力公司深泽县供电分公司 河北省石家庄市 052560