远程视频系统在梯级电站调度控制中的应用

电力18讯：    摘  要：随着计算机监控系统在大中型水电厂的不断完善、普及，水电厂已逐步向无人值班的方向发展，如何给生产管理部门直观、具体地了解无人值守现场的实时情况，将具有非常现实的意义。本文以涌溪水电公司的远程视频系统的设计应用进行初步探讨。

关键词：自动化 远程视频系统 嵌入式视频服务器 B/S模式  JPEG/M-JPEG视频压缩技术

１ 前言

1.1 梯级电站的开发概况

涌溪是德化县境内主要河流之一。根据福建省水利厅审定的涌溪流域规划报告，涌溪流域按四级开发，德化涌溪水电有限公司辖有其中的三座水库电站，总装机容量74MW，多年平均发电能力2.21亿kW.h。目前在德化县网乃至泉州地区电网的调峰、调枯作用相当突出。其中涌溪三级水电站为涌溪流域首期开发项目，装机2×20 MW；梓溪东固水电站为二期开发项目，装机12 MW；两个电站建设两座大坝，共用一座发电厂房，厂房距德化县城62km，两电站分别于1999年2月和2001年6月建成投产发电。下游的涌溪四级水库电站为三期开发项目，装机2×11 MW，距德化县城53km，于2003年10月建成投产发电。

1.2 梯级电站的自动化建设

德化涌溪梯级电站全部按照“无人值班，少人值守”的原则进行规划设计和设备选型，各梯级站均取消常规控制，采用先进的计算机监控系统，并与发电机组同步投入运行。三个梯级站的计算机监控系统均采用中国水科院自动化所研究开发的H9000分层分布式控制系统，该系统结构合理、功能完善、性能稳定、人机界面友好，处于国内领先水平。

2002年年初，经过几年的现场运行积累，涌三及东固两电站各主要设备的性能逐渐趋于稳定，公司对设备运行管理经验也日渐丰富。而涌三及东固两电站的全部运行管理人员仅60人左右，人员结构已非常紧凑，一专多能、一人多岗的现象相当普遍。而涌溪四级水电站即将投产发电，为了避免大量增加生产管理人员，减少运行费用，确保目前公司“少人高效”经营管理模式的进一步落实，实施梯级集中监控的时机已经成熟而且势在必行。

从2002年4月份起，涌溪公司开始着手从事城关梯级调度控制中心方案的规划设计及电站现场综合自动化各项配套工作的建设。经过不懈努力，相继完成了梯级网络通信方案、计算机监控方案、远程数字图像监控系统和办公网络的规划设计、组织实施等具体工作。2002年9月，德化城关涌溪梯调中心开始正式动作，实现对涌溪三级电站及东固电站的远距离全方位监控。2003年10月，涌溪四级电站建成投产后，也一步到位顺利地实现了梯调中心对电站的远控目标。

２远程视频系统的结构和配置

2.1 系统结构

远程视频系统共分３部分：5个远程图像实时监控前端（包括信号采集、处理、传输）、信号传输通道、1个监控中心。监控中心设在德化县城关梯级调度控制中心，5个监控前端及其监控点数量分别为：涌溪三级电站厂房（16点）、涌溪三级水库（2点）、东固水库（1点）、涌溪四级水库（1点）、涌溪四级电站厂房（12点）。系统结构见图1。

监控前端主要由AXIS2400视频服务器、摄像机、前端监控主机等主要设备组成，完好图像的采集、编码和传输、摄像机的控制和报警的输入/输出等工作。

在厂房的发电机层、水轮机层、升压开关站中控继保护室、高压开关柜室、气机室、技术供水室、检修、渗漏集水井、主阀层等重点部位和重要设备布置图像清晰、性能稳定的模拟摄像头；水库则在坝顶、启闭机房和廊道排水井等部位布置摄像头。


图1

2.2 通讯传输网络

根据上述的系统结构在各连结点之间架设光纤，三座水库的视频信号点较少，分别用视频光端机传至涌溪三级电站厂房，再通过视频服务器编码到以太网传输。两站电站的视频信号直接通过视频服务器编码到以太网传输。

城关梯级调度控制中心与两电厂的远程主干网络采用光纤100M快速以太网连接，梯调中心、涌溪三级电厂和涌溪四级电厂各配置Cisco Catalyst 3524XL交换机一台、100M快速以太网单模单芯及双芯光纤收发器各一台，主通道通过单模光纤收发器接两芯光纤互连，备用通道通过单模光纤收发器接单芯光纤互连，三点之间构自愈型光纤通信环网，任何一条光路损坏不影响系统正常运行。

2.3 系统主要设备

2.3.1 监控前端：

（1）视频服务器

采用瑞典AXIS公司生产的目前技术领先成熟的嵌入式网络视编解码器2400/2401，它的重要优点之一是操作系统为实时多任务工业级产品，可靠性、稳定性大大高于目前以微机为平台，WINDOWS为操作系统的图像系统。它具备4个视频输入端口，可以连接4个摄像机，同时具备4个报警输入和联动输出接口，可以方便地连接报警设备。传输极高质量的M-JPEG 图片，每秒的传输率可达30帧，可直接连接到10/100兆以太网络，用于IP网络上的视频传输。

（2）摄<