王 穎

國網(wǎng)寧夏電力公司銀川供電公司

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，科學技術水平的不斷提高，移動變電站作為一種重要應急供電設備，在突發(fā)重大自然災害、設備更新改造時有著重要作用?，F(xiàn)階段，大多數(shù)變電站其通信接口主要在IEC 61850 標準基礎上形成的，在此基礎上，移動變電站遠程通信概念基于IEC 61850 標準面向通用對象的變電站事件模型，構建遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

移動變電站特點及適用場合

移動變電站具有占地面積小、結構緊湊體積小、車載機動靈活、維修與維護便利、無需建設審批、快速投運、前期準備工作少、省時間、省地、省錢的特點。

一般而言移動變電站的適用場合主要有：一是，初級分配。在高壓電網(wǎng)建設中，能夠避免過早的投資風險與建設規(guī)模過大，同時能夠緩解電力供應與用戶需求之間的矛盾。移動變電站不需要長時間占有土地，不僅不需要用地審批環(huán)節(jié)，加快了施工進度，還可以減少土地固定投資費用。二是，維修現(xiàn)有變電站。在現(xiàn)有變電站發(fā)生故障的時候，可以及時接駁移動變電站予以供電。這樣不僅能夠降低供電風險，快速恢復供電，還可以為原有設備的維修與調整贏得更多時間。三是，緊急或者臨時供電需求。在遇到突發(fā)、不可預測事件的時候，如洪水、地震、火災等，可以用移動變電站替代常規(guī)變電站，進而恢復電力供應。在電力負荷較高的時候，也可以投入使用，臨時緩解一些供電容量不足的區(qū)域。在解決與緩解情況之后，可以轉移移動變電站，不會長時間占用土地資源。四是，建設審批出現(xiàn)延誤或者新建變電站計劃暫停。因為建設審批延誤致使項目施工時間緊張，可以借助預裝式移動變電站，達到省時省力的效果。當項目資金不足或者其他原因導致某一變電站建設暫停的時候，可以使用移動變電站緩解供電緊張情況。

移動變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)構成

圖1 遠程監(jiān)控系統(tǒng)構成示意圖

遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要是由前端多個監(jiān)控點、遠程視頻服務器、客戶端監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡組成，根據(jù)遠程控制區(qū)域以及控制中心進行劃分，其主要包括前端視頻服務器、后端監(jiān)控中心兩個部分，系統(tǒng)結構如圖1 所示。

視頻服務器的任務就是壓縮采集數(shù)據(jù)編碼、維護數(shù)據(jù)等，并且按照監(jiān)控中心指令對攝像頭等采集設備進行控制。數(shù)字視頻錄像機作為監(jiān)控系統(tǒng)的核心，具有錄像、錄音、控制、遠程監(jiān)視等功能，數(shù)字視頻錄像機是集錄像機、報警控制、畫面分割器、網(wǎng)絡傳輸、云臺鏡頭控制等功能為一體的設備，是一種價格合理的視頻服務器。

現(xiàn)階段主流產品有嵌入式數(shù)字視頻錄像機、PC 數(shù)字視頻錄像機等，嵌入式數(shù)字視頻錄像機主要采用實時多任務操作系統(tǒng)，將視頻監(jiān)控、儲存、壓縮、網(wǎng)絡傳輸?shù)裙δ芗性谝粋€小體積設備上，具有一定的可靠性、穩(wěn)定性、實時性，不需要安排專門人員管理，適合無人值守環(huán)境；PC 數(shù)字視頻錄像機的軟件均是安裝在硬盤上，系統(tǒng)異常關機非常容易導致系統(tǒng)文化破壞或系統(tǒng)硬盤損壞，進而造成整個系統(tǒng)崩潰，降低了系統(tǒng)的可靠性，只適合在可靠性要求較低的商用辦公環(huán)境中應用。

根據(jù)功能不同，可以將監(jiān)控中心分為中心監(jiān)控服務器、監(jiān)控普通客戶分機、領導微機、電視墻服務器。在中心監(jiān)控服務器中，配有監(jiān)控中心軟件，主要任務就是維護前端視頻服務器、儲存壓縮視頻流、分析圖像、顯示解碼、聯(lián)動報警等。監(jiān)控普通客戶分機可以在授權的情況，在不同地方登錄。領導微機是權限較為特殊的一種客戶分機。電視墻服務器主要就是對現(xiàn)場壓縮碼流進行解碼監(jiān)控，之后在高分辨率設備上顯示，以供觀看。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵技術與實現(xiàn)

（一）數(shù)字視頻圖像編碼

現(xiàn)階段，比較常用的壓縮編碼方法為無損壓縮法與有損壓縮法。通過這些編碼方法的運用，可以實現(xiàn)以下指標：壓縮比大、恢復效果好、壓縮算法簡單、壓縮與解壓快速。

現(xiàn)階段，較為常用的視頻編碼標準為MPEG、H26X（1、3、4）等，其中MPEG-4 標準的壓縮率十分驚人，可以借助很窄的帶寬，利用幀重建技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮與傳輸，以此來實現(xiàn)利用最少的數(shù)據(jù)達到最好的監(jiān)控效果。由此可以看出，在實際系統(tǒng)構建中，可以選用MPEG-4 標準。

（二）視頻圖像傳輸

在該系統(tǒng)中，主要是在以太網(wǎng)中傳輸，以太網(wǎng)和TCP/IP 具有一致的通信協(xié)議，非常容易集成，可以在同一總線上運行不同傳輸協(xié)議。

該系統(tǒng)選用TCP/IP 作為傳輸協(xié)議。在系統(tǒng)運行中，TCP 指的就是面向連接通信，可以為系統(tǒng)提供可靠數(shù)據(jù)傳輸服務，而UDP 指的就是面向無連接通信，適用于圖像傳輸，除此之外，UDP 還支持視頻播放。在此，可以借助網(wǎng)絡多播技術，緩解網(wǎng)絡負擔，避免出現(xiàn)資源浪費現(xiàn)象。在同一網(wǎng)絡中進行多播通信的時候，只有在網(wǎng)絡內部運行并且表示“有興趣”時，才會獲取多播數(shù)據(jù)。

（三）網(wǎng)絡通信

在系統(tǒng)運行過程中，通過Windows 的API 調節(jié)完成互相通信，開發(fā)TCP、UDP 這兩種通信方式。盡管Windows 功能十分強大，但是使用仍不方便。此時可以利用Web Broker 的Internet 組件，組裝復雜的Windows函數(shù)，其控件為Client Socket、Server Socket，能夠對TCP/IP 應用程度予以開發(fā)。

針對網(wǎng)絡控件Client Socket、Server Socket 而言，可以為應用程序開發(fā)提供便利。Client Socket 具有Socket客戶端的功能，Server Socket 具有Socket 服務器端的功能。這兩個控件就是Socket 通信的管理者與程序員，其均是在Custom Socket 的基礎上研發(fā)的，本身不具備通信功能。事實上，予以通信的模塊是Tcustom Win Socket 類。在直接運用的時候，不用與Tcustom Win Socket 類溝通，可以委托以上兩個控件完成管理與通信。

（四）遠程監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集主站的鏈接

現(xiàn)階段，大部分數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與遠程監(jiān)控系統(tǒng)都是互相獨立的，要想實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的深層次鏈接，也就是說，遠程監(jiān)控系統(tǒng)借助數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)展開聯(lián)動，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)直接體現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)，并且在遠程監(jiān)控系統(tǒng)檢測到環(huán)境報警，或圖像信息處理報警的時候，不僅可以切換聯(lián)動圖像信息，還可以聯(lián)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對報警情況予以深入分析及解決。

圖2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)鏈接模型

將遠程監(jiān)控系統(tǒng)當成是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的擴展，主要包括兩點內容：一是，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)予以遙調遙控等操作的時候，可以對監(jiān)控畫面進行聯(lián)動切換；在檢測設備報警或者信息綜合處理并發(fā)現(xiàn)異常的時候，需要進行監(jiān)控畫面的聯(lián)動切換；在正常巡視的時候，能夠對監(jiān)控畫面是否聯(lián)動切換予以設置。二是，當遠程監(jiān)控系統(tǒng)對比圖像與亮度。以及運動物體出入的時候，不僅要對監(jiān)控畫面予以聯(lián)動切換，還要進行聯(lián)動報警，并且予以深入處理。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)鏈接模型如圖2 所示。通過協(xié)議分析主機實現(xiàn)了遠程監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的鏈接，遠程監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要輔助內容，其終端能夠在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中獲取遠動數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要就是借助網(wǎng)絡或串行口向遠程監(jiān)控系統(tǒng)傳輸遠動數(shù)據(jù)。在此模型中，主要就是通過松耦合方式達成了遠程監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的互聯(lián)，視頻圖像信息與數(shù)據(jù)信息是通過不同渠道進行傳輸?shù)?，這樣就可以保證兩個系統(tǒng)的獨立運行，同時也存在著一定的聯(lián)系，確保了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠、安全運行，為遠程監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行提供了可靠保障。

總而言之，要想實現(xiàn)移動變電站的無人值守，一定要重視對遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究，是一項不可或缺的重要內容。隨著監(jiān)控技術的快速發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)的構建越來越多，為社會經濟發(fā)展帶來了一定的效益。然而，遠程監(jiān)控系統(tǒng)作為一個復雜、綜合、技術水平高的系統(tǒng)，涉及內容非常多，在實際建設中，一定要予以全面考慮，加強遠程監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的聯(lián)動，充分發(fā)揮這兩個系統(tǒng)的作用，進而達到預期的工作效果。