电力行业是国民经济的大动脉，在我国现代化建设中有着举足轻重的地位。进入二十一世纪后，国家相继投巨资在完成城网和农网两级电网的改造，同时电力系统改革也在逐渐深入。在建设早期，很多变电站都建立了模拟电力监控系统，用于对变电站各类电力设备的安全运行和周围环境进行监视，但是，在科学技术日新月异的今天，安防设备数字化的应用趋势已被各个应用领域所认同和接受，本文主要介绍目前电力行业领先的一种数字化监控模式--无人值守。 伴随着计算机技术和多媒体技术发展起来的数字电力监控系统，对变电站的安全自动化技术和无人值守或少人值守提出了更科学、更有安全保障的技术要求，除了具备变电站监控系统中现有的“四遥”（遥控、遥调、遥测、遥信）功能外，越来越多的电力企业希望借助“遥视”这一新的手段来提升系统的监控水平。因而，也有越来越多的企业参与到这一领域的技术设备的开发中。综合目前市场已经应用的技术和方案，符合市场应用需求且具有技术先进性的数字电力监控系统具有以下功能和特点。 1、适用于变电站的无人值守，监视变电站的设备运行和操作状况、发热情况，能解决电力设备的防火、防盗问题，并实现工作人员现场操作和监控中心远程监视相结合。 2、实时监视在电力监控主控室的控制屏上能实时显示设备安全数据和仪表读数；对开关室内的设备运行情况和电容器进行监控；数字电力监控系统可以实时反映和记录主变压器和各主变风扇的运行情况；能对大门口和主要的出入口进行监控和报警，如周界报警系统、室内报警系统、大门门禁系统、其他报警信息输入；还有不能忽视的监控点是对环境（温度、湿度采集）、空调机起停、瓦斯泄漏检测等的监测，如变压器油位和火警报警。 3、现场操作指示 我们知道，变电站的各种操作必须严格遵守操作规程，如果操作不当，将会对国家财产和人身安全造成极大的危害。但是变电站的各种操作比较繁琐，因此必须结合相应的保证措施，将误操作的可能性降低到最小。在数字视频监视系统出现后，可以利用监视系统的远程实时监视功能，由调度中心的值班人员对远方变电站操作人员所进行的操作进行指导，如果发现不正确的操作，可以通过电话、手机及时提醒操作人员，从而确保操作的万无一失。另外，也可以发现一些在地面上不容易观察、发现的遗留工作物品。由于工作人员的疏忽，可能在施工的过程中，将一些使用工具或者其他物品遗忘在工作现场，这些遗留物品在地面上是看不到的，这时可以利用高空的摄像机来发现它们，从而消除一些安全隐患。 4、事故追忆 在以往的变电站保护、监控系统中，故障录波是作为发生事故后进行事故追忆的手段。随着数字视频监视技术的发展，它也可以作为进行事故追忆的一种辅助手段，用于帮助技术人员查看事故发生时变电站的状况，从而尽可能地发现事故发生的原因，这也是数字电力监控系统应所具备的功能。 5、由于各变电所之间距离较远，通常几十公里有的甚至上百公里，目前变电站通讯是用光纤、微波或电话线等方式进行连接，图像信号传到监控中心必须经过压缩和解压缩。因此，图像质量较之现场的模拟信号稍有损失。数字电力监控系统必须正确选择适合于电力监控的压缩与解压缩格式，以尽量减少图像的损失，保证电力监控的图像清晰与真实。 6、变电站设备的图像监视一般以静态物体为主，动态物体为辅，所以数字化的电力监控需要同样重视动态画面的捕捉，如设备的防盗、现场工作人员的施工状况；数字电力监控还得具有监视平时需登高或带电位置的设备情况的功能，如渗油、发热、冒烟等状况的及时报警与实时监看。 一、变电站无人值守的技术性要求 变电站无人值守的现实原因 数字电力监控为何需要无人值守，原因在于：首先，电力行业是一切经济活动的能源供给源。随着国家经济的快速发展，能源需求大幅增长，国家加大电网建设的投资力度，随之变电站增多，分布点也越来越广，有的靠近城镇郊外，有的则位于偏僻山区。对于在深山野郊，需翻山越岭等地的变电站，昼夜派驻人员值班的模式存在很多弊端，例如不能及时掌握设备运行状况和处理障碍，同时，值班人员的安全也得不到保证；其次，我国正在进行“网厂分离、竞价上网”的电力改革，以便开放电力市场，引入竞争机制，降低发电成本和合理利用资源，并最终使用户获利。电力行业参与市场竞争，生产调度与市场交易一体化，经济成本与效益利润投入产出的比例多少，要求数字变电站实现无人值守；最后，安防产品对应的应用领域，无人值守所带来的便利与实惠得到众多业界的一致赞同，大家广泛推崇无人值守的管理模式。 变电站无人值守的设计依据 虽然，数字电力监控系统引入无人值守进行电力安全保障与管理，但人们对这种“无人值班”还是心存疑虑，毕竟在其他应用领域无人值守的介入，由于安防技术发展水平不够成熟还存在一些使用弊端。为此，电力行业无人值守的研究课题能否有所突破，值得大家关注。那么，数字电力监控系统的无人值守具体应该怎样设计？记者综合企业专家的建议，总结为： 1、变电站的无人值守应该充分考虑用户的具体要求和依据当地的地理情况来设计无人值守的系统组成，且系统应具有高度的可靠性和工作的连续性，可以24小时连续监控变电站的多个监控目标。无人值守的系统应具有多画面视窗功能，采用1～16个画面任意分割的方式，保证图像清晰和画面流畅，应彻底杜绝马赛克、图像边沿锯齿及拖动现象，在保证高品质画面的同时，降低传输码流，真正实现的海量存储以达到电力监控数字化的要求。 2、电力行业的无人值守系统建议采用分布式集中控制技术，把一个变电站分成几个报警区域，每个报警区域由一台分级控制器负责区域内的所有报警控制、设备控制。分级控制器再通过数据线与矩阵主机相连。矩阵主机与所有的分级控制器只须一对双绞线连接即可。变电站无人值守系统如采用了分级控制技术，使系统施工、布线和维护变得简单方便，系统可行性因此有所提高，避免了因某一区域发生故障而影响其他区域正常工作的现象。分级控制器采用标准422/485接口，可与变电站其他设备联动。 3、系统能对设备运行状态进行监控。现有的电力监控系统，只能监视设备的外部及周围环境，无法监测设备的运行状态，只能在被监视的电力设备发生严重(如起火冒烟、外部变形等)情况下报警，无法将被监视设备发生故障隐患消除在萌芽状态。因此，要做到真正意义上的无人值守变电站，必须采用红外热像仪，完成对变电站主要工作设备(主变压器、电容器、开关等)的运行状态监控，及时发现设备故障，及时报警。� 4、变电站的无人值守系统应由多个远程现场和一个监控中心组成，在远程现场和监控中心之间有PCM 2M通讯线路连接。在每个现场均有若干台摄像机。摄像机的镜头和云台可控制调节，并可加若干传感器、警灯、警号等外围设备。无人值守的电力监控中心可以任意监视各个现场，并收集各现场的报警信息。监控中心由中心机房内部的多媒体监控主机和机房以外的网络分控计算机组成。 无人值守变电站的主要技术障碍 无人值守变电站系统设计研发后在实际电力工程使用中不可避免遇到一些技术方面的困难，这些技术障碍同样也是无人值守变电站在系统升级改造中需要完善的方面，其主要表现在： 1、信息压缩 由于无人值守的变电站需要储存的图像信息量很大，须占用很大的带宽，利用现有的通信方式直接传输相对较偏远或是经济落后地区有很大的困难。因此，无人值守的变电站在远距离传输图像信息时必须先进行压缩。目前图像压缩编码技术基本上采用数字编码压缩，可以采用的编码方法有许多种，它们在图像质量、压缩比例、技术实现的难易程度等方面都有自己的特点，用途也不一致，但是目前还没有哪一种方法能很好地完全解决电力行业无人值守时监控图像信息压缩的问题。国内的电力监控工程中应用比较广泛的数字压缩编码方法，主要是差分预测编码法和变换法两大类，前者容易实现，但易受干扰、有误码扩散等问题，适用于不容易受干扰的通信线路（如光纤）；后者图像质量好、压缩比高，缺点是电路规模大。 ||| 电力行业是国民经济的大动脉，在我国现代化建设中有着举足轻重的地位。进入二十一世纪后，国家相继投巨资在完成城网和农网两级电网的改造，同时电力系统改革也在逐渐深入。在建设早期，很多变电站都建立了模拟电力监控系统，用于对变电站各类电力设备的安全运行和周围环境进行监视，但是，在科学技术日新月异的今天，安防设备数字化的应用趋势已被各个应用领域所认同和接受，本文主要介绍目前电力行业领先的一种数字化监控模式--无人值守。 伴随着计算机技术和多媒体技术发展起来的数字电力监控系统，对变电站的安全自动化技术和无人值守或少人值守提出了更科学、更有安全保障的技术要求，除了具备变电站监控系统中现有的“四遥”（遥控、遥调、遥测、遥信）功能外，越来越多的电力企业希望借助“遥视”这一新的手段来提升系统的监控水平。因而，也有越来越多的企业参与到这一领域的技术设备的开发中。综合目前市场已经应用的技术和方案，符合市场应用需求且具有技术先进性的数字电力监控系统具有以下功能和特点。 1、适用于变电站的无人值守，监视变电站的设备运行和操作状况、发热情况，能解决电力设备的防火、防盗问题，并实现工作人员现场操作和监控中心远程监视相结合。 2、实时监视在电力监控主控室的控制屏上能实时显示设备安全数据和仪表读数；对开关室内的设备运行情况和电容器进行监控；数字电力监控系统可以实时反映和记录主变压器和各主变风扇的运行情况；能对大门口和主要的出入口进行监控和报警，如周界报警系统、室内报警系统、大门门禁系统、其他报警信息输入；还有不能忽视的监控点是对环境（温度、湿度采集）、空调机起停、瓦斯泄漏检测等的监测，如变压器油位和火警报警。 3、现场操作指示 我们知道，变电站的各种操作必须严格遵守操作规程，如果操作不当，将会对国家财产和人身安全造成极大的危害。但是变电站的各种操作比较繁琐，因此必须结合相应的保证措施，将误操作的可能性降低到最小。在数字视频监视系统出现后，可以利用监视系统的远程实时监视功能，由调度中心的值班人员对远方变电站操作人员所进行的操作进行指导，如果发现不正确的操作，可以通过电话、手机及时提醒操作人员，从而确保操作的万无一失。另外，也可以发现一些在地面上不容易观察、发现的遗留工作物品。由于工作人员的疏忽，可能在施工的过程中，将一些使用工具或者其他物品遗忘在工作现场，这些遗留物品在地面上是看不到的，这时可以利用高空的摄像机来发现它们，从而消除一些安全隐患。 4、事故追忆 在以往的变电站保护、监控系统中，故障录波是作为发生事故后进行事故追忆的手段。随着数字视频监视技术的发展，它也可以作为进行事故追忆的一种辅助手段，用于帮助技术人员查看事故发生时变电站的状况，从而尽可能地发现事故发生的原因，这也是数字电力监控系统应所具备的功能。 5、由于各变电所之间距离较远，通常几十公里有的甚至上百公里，目前变电站通讯是用光纤、微波或电话线等方式进行连接，图像信号传到监控中心必须经过压缩和解压缩。因此，图像质量较之现场的模拟信号稍有损失。数字电力监控系统必须正确选择适合于电力监控的压缩与解压缩格式，以尽量减少图像的损失，保证电力监控的图像清晰与真实。 6、变电站设备的图像监视一般以静态物体为主，动态物体为辅，所以数字化的电力监控需要同样重视动态画面的捕捉，如设备的防盗、现场工作人员的施工状况；数字电力监控还得具有监视平时需登高或带电位置的设备情况的功能，如渗油、发热、冒烟等状况的及时报警与实时监看。 一、变电站无人值守的技术性要求 变电站无人值守的现实原因 数字电力监控为何需要无人值守，原因在于：首先，电力行业是一切经济活动的能源供给源。随着国家经济的快速发展，能源需求大幅增长，国家加大电网建设的投资力度，随之变电站增多，分布点也越来越广，有的靠近城镇郊外，有的则位于偏僻山区。对于在深山野郊，需翻山越岭等地的变电站，昼夜派驻人员值班的模式存在很多弊端，例如不能及时掌握设备运行状况和处理障碍，同时，值班人员的安全也得不到保证；其次，我国正在进行“网厂分离、竞价上网”的电力改革，以便开放电力市场，引入竞争机制，降低发电成本和合理利用资源，并最终使用户获利。电力行业参与市场竞争，生产调度与市场交易一体化，经济成本与效益利润投入产出的比例多少，要求数字变电站实现无人值守；最后，安防产品对应的应用领域，无人值守所带来的便利与实惠得到众多业界的一致赞同，大家广泛推崇无人值守的管理模式。 变电站无人值守的设计依据 虽然，数字电力监控系统引入无人值守进行电力安全保障与管理，但人们对这种“无人值班”还是心存疑虑，毕竟在其他应用领域无人值守的介入，由于安防技术发展水平不够成熟还存在一些使用弊端。为此，电力行业无人值守的研究课题能否有所突破，值得大家关注。那么，数字电力监控系统的无人值守具体应该怎样设计？记者综合企业专家的建议，总结为： 1、变电站的无人值守应该充分考虑用户的具体要求和依据当地的地理情况来设计无人值守的系统组成，且系统应具有高度的可靠性和工作的连续性，可以24小时连续监控变电站的多个监控目标。无人值守的系统应具有多画面视窗功能，采用1～16个画面任意分割的方式，保证图像清晰和画面流畅，应彻底杜绝马赛克、图像边沿锯齿及拖动现象，在保证高品质画面的同时，降低传输码流，真正实现的海量存储以达到电力监控数字化的要求。 2、电力行业的无人值守系统建议采用分布式集中控制技术，把一个变电站分成几个报警区域，每个报警区域由一台分级控制器负责区域内的所有报警控制、设备控制。分级控制器再通过数据线与矩阵主机相连。矩阵主机与所有的分级控制器只须一对双绞线连接即可。变电站无人值守系统如采用了分级控制技术，使系统施工、布线和维护变得简单方便，系统可行性因此有所提高，避免了因某一区域发生故障而影响其他区域正常工作的现象。分级控制器采用标准422/485接口，可与变电站其他设备联动。 3、系统能对设备运行状态进行监控。现有的电力监控系统，只能监视设备的外部及周围环境，无法监测设备的运行状态，只能在被监视的电力设备发生严重(如起火冒烟、外部变形等)情况下报警，无法将被监视设备发生故障隐患消除在萌芽状态。因此，要做到真正意义上的无人值守变电站，必须采用红外热像仪，完成对变电站主要工作设备(主变压器、电容器、开关等)的运行状态监控，及时发现设备故障，及时报警。� 4、变电站的无人值守系统应由多个远程现场和一个监控中心组成，在远程现场和监控中心之间有PCM 2M通讯线路连接。在每个现场均有若干台摄像机。摄像机的镜头和云台可控制调节，并可加若干传感器、警灯、警号等外围设备。无人值守的电力监控中心可以任意监视各个现场，并收集各现场的报警信息。监控中心由中心机房内部的多媒体监控主机和机房以外的网络分控计算机组成。 无人值守变电站的主要技术障碍 无人值守变电站系统设计研发后在实际电力工程使用中不可避免遇到一些技术方面的困难，这些技术障碍同样也是无人值守变电站在系统升级改造中需要完善的方面，其主要表现在： 1、信息压缩 由于无人值守的变电站需要储存的图像信息量很大，须占用很大的带宽，利用现有的通信方式直接传输相对较偏远或是经济落后地区有很大的困难。因此，无人值守的变电站在远距离传输图像信息时必须先进行压缩。目前图像压缩编码技术基本上采用数字编码压缩，可以采用的编码方法有许多种，它们在图像质量、压缩比例、技术实现的难易程度等方面都有自己的特点，用途也不一致，但是目前还没有哪一种方法能很好地完全解决电力行业无人值守时监控图像信息压缩的问题。国内的电力监控工程中应用比较广泛的数字压缩编码方法，主要是差分预测编码法和变换法两大类，前者容易实现，但易受干扰、有误码扩散等问题，适用于不容易受干扰的通信线路（如光纤）；后者图像质量好、压缩比高，缺点是电路规模大。 ||| 2、标准化 由于数字压缩编码方法种类繁多，如果收、发端采用不同的编码方法及其组合就不能直接互通。针对不同的用途，国际标准化组织和一些专业组织，如国际电信联盟等都制定了各自的标准，由于远程图像监控目前还没有统一的国家标准。因此，各生产厂家的产品各自选用不同用途的压缩编码标准并开发各自的监控软件，造成相互之间无法兼容，给变电站的无人值守在远程图像监控的推广带来应用上的困难。 3、数字传输网络 传统的通信网络如电话网、载波通信、微波中继通信等以传输模拟信号为主，而无人值班变电所远程图像监控系统须传输大量的数字图像信息，尽管采用了数字压缩技术进行处理，但信息量仍很庞大，需要采用大容量、全双工的可交换的数字传输网络来传输和利用数字压缩编码的图像信号。随着综合业务数字网、数字微波、光纤等数字通信网络的应用，以及低码率图像压缩编码标准的推出，这个问题正在逐步得到解决。变电站安全系统的通信网络建设起点比较高，目前系统内部的通信网络大量采用数字微波和光纤线路，为无人值班变电所远程图像监控工作的推广应用创造了良好的条件。 4、实用化程度 由于无人值守变电所远程图像监控的主要目的是监视变电所的运行安全与设备状况，但是目前的无人值班变电站户内的配电屏采用的都是封闭式结构，从外部无法监视到屏内电气元件的运行状况，户外虽可观察到设备的运行状况，但受到费用的限制，现在的电力监控较少采用远红外摄像机，难以完全满足运行人员对设备全天候监视的要求，使整个电力的无人值守系统实用价值大打折扣。 二、数字电力监控 应用新趋势 IP组播技术 我国的监控系统在传统的网络传输中大都采用点对点的传输方式，这种方式比较经济和有利于网络系统的稳定，但对于电力监控系统来说，在一点向多点传输相同的数据的情况下，这种方式就不能充分利用带宽，使传输的路数有限。例如在一个网络上有100个用户需要接收相同的视频流时，传统的解决方案要么把这一信息分别发送100次，以便确保需要数据的用户能够得到所需的数据；要么采用广播的方式，在整个网络范围内传送数据，需要这些数据的用户可直接在网络上获取。这些方式都浪费了大量宝贵的带宽资源，特别是针对于电力监控系统，它自身的带宽资源由于身处地理位置偏僻而很难接入大容量的带宽来传输网络信息。IP组播就是为数字电力监控系统很好的解决这个棘手问题。 电力监控网络图像信息的传输是通过IP组播采用组地址，把需要视频流数据的用户编入用户组，IP组播利用组播路由器进行IP包的复制和分发，IP包沿一条“组播树”从一个发送端传送给多个接收端，简单来说就是它采用的方式是把一个单独的信息流同时传送到许多接收者那里，从而减少了网络的流量。如此一来，利用一些高级的网络协议来确保电力监控系统不仅最经济化地利用了有限的带宽资源，而且IP组播还能减轻服务器的负担，提高视频服务器应用程序的效率，从而革命性地改变电力监控系统的网络性能。 CMOS成像技术 目前，CMOS图像传感器正朝着高分辨率、高动态范围、高灵敏度、高帧速、集成化、数字化和智能化的方向发展。一部分行业电力技术研究人员现在主要致力于提高CMOS图像传感器的功能，尤其是CMOS- APS的综合性能，缩小像元尺寸，调整CMOS工艺参数，将时钟和控制电路、信号处理电路、A/D电路、图像压缩等电路与图像传感器阵列完全集成在一起，并制作滤色片和微透镜阵列以期实现低成本、低功耗、高度集成的单芯片成像微系统。最新应用于电力监控的CMOS技术，提供了按JPEG 2000标准进行图像压缩所必需的硬件加速器、高效空间递归滤波的小波技术。这一优势体现在：优秀的图像质量、压缩编码的伸缩性(它给用户带来极大的灵活性，用户可以得到不同等级图像质量和图像分辨率)，对压缩后的图像质量和所需的存储空间的精确的控制能力，以及在噪声环境中传送图像的抗错能力，能在一秒钟内进行5幅3兆像素图像的压缩和可以提供10bit和 I4bk彩色的无损压缩。这些特点使CMOS在电力监控数字化应用市场中有不可抗拒的诱惑力和良好的发展前景，并逐渐在电力监控技术开发方面得到行业人员的重视。
哈哈哈··是谁啊，在找自动检测的作业啊··
作业都不自己写啊。。。
哈哈，肯定跟我一个学校一个系的。。
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