光伏电站运维一体化管理系统站端系统设计方案.doc
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1、光伏电站运维一体化管理系统站端系统设计方案1.1 站端系统概述图1站端系统拓扑图站端系统主要由视频监控、入侵报警、出入口管理、环境监测、火灾报警、智能控制等系统组成,实现对电站现场视音频及各种环境报警信息采集、处理,智能设备开启、出入口控制等功能。1.2 视频监控系统视频监控系统主要负责对电站重要区域进行全天候的常规视频监控,同时能与其它子系统进行报警联动,满足对安全管理的要求。除了常规视频监控外,本方案还采用智能视频监控,以此提高系统的实用价值。1.2.1 监控点分布光伏电站安装有大量一次设备,还配套有二次设备、计算机设备、通信设备,任何设备都关系到电站的安全运行,同时场地环境也影响着设备的
2、运行状况。光伏电站主要分光伏方阵场地、升压站和主控楼。场地上主要部署光伏方阵、电缆槽盒、汇流箱、箱式逆变器、箱变等设施。升压站的本质就是一座变电站,实现电能逆变升压后输送到电网。主控楼主要有主控室、生产配套用房(办公室、会议室、寝室等)。光伏电站的监控点可采用如下分布:l 光伏电站大门:监视进出电站人员及车辆的情况。l 光伏电站全景:对光伏电站全景进行巡视,全面了解电站的现场情况。l 光伏方阵场地:部署在就地逆变升压区,全面监控现场箱式逆变器、箱变、附近光伏方阵/电缆槽盒、附近的电站周界。l 110kV场地:监视该区域断路器、隔离开关、接地刀闸的外观状态、分/合状态;监视该区域CT、PT、避雷
3、器和瓷瓶等的外观状态。l 主变场地:监视变电站主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、渗漏油、风扇状态等;监控该区域接地变及消弧线圈装置的外观状态。l 无功补偿场地:监视该区域并联电容器装置的外观状态。l 电气设备楼:监视变电站内高压室(35kV开关室、无功补偿室)、低压配电室、二次设备室、工具间的环境情况,运行设备的外观状况;监控进出电气设备楼的人员情况。l 主控楼:监控主控室的环境情况、运行设备的外观状况;监控进出综合楼的人员情况。1.2.2 摄像机选型前端摄像机的监控范围大小、视频采集质量将影响整个视频监控系统的质量,系统设计时应根据现场监控需求,选择合适的产品,保障视频监控的效果。我们
4、选择摄像机时可参考以下原则:l 光伏电站大门监控应采用智慧出入口摄像机,对进入电站的车辆进行监控,并获取车身颜色、车型、车牌、驾驶员人脸信息,支持星光级监控、下挂式外置LED灵活补光、强光抑制功能;l 室外全景监控(主控楼顶)应采用网络激光云台,实现大范围监控的需要,监控半径达5KM(夜间2.5KM),支持SMART功能;l 大范围场地监控应采用网络高清球机,考虑到大场景下补光效果不佳,需采用红外球机,并配置雨刷,用于雨天开启清洁功能,同时支持SMART功能;l 主控室监控应采用红外高清球机,不带雨刷功能;l 小范围监控应采用网络高清摄像机,考虑到室外环境下补光效果不佳,需采用红外筒机,同时支
5、持SMART功能;l 网络高清图像分辨率达1080p以上;l 室外摄像机应达到IP66防护等级。1.2.3 监控点配套1) 网络通信部署在就地逆变升压区的红外球机,大多距离主控楼较远(大于100米)且分布较散,给线缆敷设带来了极大不便,可以接入电力监控系统部署在箱式逆变器里的环网交换机,和生产数据通过VLAN实现逻辑隔离。2) 安装方式电站摄像机应根据所需监控的范围、角度、场景以及现场条件来选择安装方法。出于安全因素及施工条件考虑,升压站及主控楼摄像机以支架安装为主。出于监控效果考虑,同时又考虑了安全因素及施工条件,就地逆变升压区以立杆安装为主。3) 防雷接地为进一步提高系统的抗雷击能力,除设
6、备需具备防雷功能外,立杆安装的摄像机还需加装视频、电源二合一防雷器。摄像机外壳、摄像机立杆等应进行可靠接地,接入光伏电站接地系统。4) 补光灯对于采光条件比较差的场所,以及夜晚低照度环境下的监控需要,为了保障监控质量,需要在监控点配置补光灯,在监控现场环境及设备时开启周围的灯光。通过平台软件,可在平台控制现场任意灯光。1.2.4 智能出入口摄像机通常情况下,只有电站工作用车会周期性进出电站;当事故情况下,检修车辆才会进入电站。电站作为电力系统的重要防护对象,需杜绝无关车辆进入电站,对进出车辆进行记录和识别。在车辆通过时,智能出入口摄像机能准确识别包含车牌、车型、车身颜色的信息,并在视频上叠加结
7、构化数据(如以上车辆信息)。视频监控输出分辨率达到19201080,视频分析范围覆盖相邻3车道,同时支持来向车辆和去向车辆分析摄像机支持超低照度成像,彩色0.0021 lux (F1.2,AGC ON),黑白:0.00021 lux (F1.2,AGC ON)。同时采用摄像机成像控制模块和下挂式外置补光灯之间的反馈控制技术,满足星光级监控需求。采用强光抑制技术,防止强逆光、强顺光环境下对拍摄造成的影响。1.2.4.1 车牌信息识别系统可自动对车辆牌照进行识别,包括车牌号码、车牌颜色的识别。1) 车牌号码自动识别在实时记录通行车辆图像的同时,还具备对符合“GA36-92”(92式牌照)、“GA3
8、6-2007”(新号牌标准)、“GA36.1-2001”(02式新牌照)标准的民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌自动识别能力,包括2002式号牌,车辆号牌识别率90%。所能识别的字符包括:阿拉伯数字“09”十个英文字母“AZ”二十六个省市区汉字简称京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台;04式军用车牌汉字军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成号牌分类用汉字警、学、使、领、试、境07式武警车牌字符WJ样式的字母数字2) 车牌颜色自动识别系统能识别黑、白、蓝、黄、绿五种车牌颜色。3) 系统识别
9、车牌类型部分示例1.2.4.2 车辆信息识别支持11种车身颜色识别,车身颜色包括白、灰、黄、粉、红、紫、绿、蓝、棕、黑、青,并区分深,浅色;支持7种车型的识别,车型包括轿车,面包车,客车,小货车,大货车,中型客车,SUV-MPV;支持车标识别,达1000+种子品牌。1.2.5 SMART摄像机1.2.5.1 行为侦测SMART摄像机支持10种行为侦测功能,包括越界侦测、区域入侵侦测、进入区域侦测、离开区域侦测、徘徊侦测、物品遗留侦测、物品拿取侦测、人员聚集侦测、快速移动侦测、停车侦测。越界侦测功能描述:自动侦测运动目标穿越警戒面的行为,适合于周界防范的应用。功能特点:警戒面、布防时间由用户自由
10、设定 。支持单向或双向跨越警戒面侦测。可侦测预设尺寸范围的目标。区域入侵侦测功能描述:当有目标进入警戒区域时立即报警,适合于周界防范的应用。功能特点:警戒区域、布防时间可由用户自由设定。支持侦测多目标进入区域。可侦测预设尺寸范围的目标。进入区域侦测功能描述:侦测在警戒区域内是否有目标入侵,适合于周界防范的应用。功能特点:警戒区域、布防时间、入侵持续时间可由用户自由设定。支持侦测多目标入侵侦测。可侦测预设尺寸范围的目标。离开区域侦测功能描述:当有目标离开警戒区域时立即报警,适合于周界防范的应用。功能特点:警戒区域、布防时间可由用户自由设定。支持侦测多目标离开区域。可侦测预设尺寸范围的目标。徘徊侦
11、测功能描述:侦测是否有目标在警戒区域内滞留超过设定时间。功能特点:警戒区域、布防时间、徘徊持续时间可由用户自由设定。支持侦测多目标徘徊侦测。可侦测预设尺寸范围的目标。物品遗留侦测功能描述:侦测警戒区域是否出现遗留物体。功能特点:警戒区域、布防时间、遗留时间可由用户自由设定支持侦测多目标遗留侦测。可侦测预设尺寸范围的物品。物品拿取侦测功能描述:侦测警戒区域是否有物品被拿取或被搬移。功能特点:警戒区域、布防时间、保全时间可由用户自由设定支持侦测多目标徘徊侦测。可侦测预设尺寸范围的物品。停车侦测功能描述:对监控防区内停泊的车辆进行自动侦测。功能特点:警戒区域、布防时间、停车时间可由用户自由设定。支持
12、侦测多目标徘徊侦测。可侦测预设尺寸范围的目标。人员聚集侦测功能描述:侦测在警戒区域内的人员密度是否大于阈值。功能特点:警戒区域、布防时间、聚集时间、人员聚集密度可由用户自由设定。可侦测预设尺寸范围的目标。快速移动侦测功能描述:侦测是否有目标在警戒区域内的行动速度大于阈值。功能特点:警戒区域、布防时间、快速移动速度、可由用户自由设定。可侦测预设尺寸范围的目标。1.2.5.2 异常侦测SMART摄像机支持3种异常侦测功能,包括虚焦侦测、场景变更侦测、音频异常侦测。1) 虚焦侦测虚焦侦测用于对视频进行分析,发现虚焦问题进行自动提醒,从而取代人工对画面虚焦进行诊断,大大提高了诊断效率。2) 场景变更侦
13、测如果监控设备由于受到外部干扰或者人为破坏而造成监控场景发生改变,将会使监控系统无法有效运作,从而使被监控场景面临安全风险。场景变更侦测能分析被监控场景是否发生变更,一旦发生变更则会触发报警。3) 音频异常侦测在监控行业中,声音的采集已成为图像采集的一项重要补充,音频采集已逐渐成为摄像机的标配功能。音频侦测功能是通过对声音的强度进行检测,对于拾音器断开、超过一定声音强度阀值或超过一定声音突变的变化量阀值可实现自动预警功能。1.2.5.3 特征识别SMART摄像机支持人脸侦测、车辆检测共两种特征识别功能。1) 人脸侦测人脸侦测通过模式识别技术,对视频信号中的内容进行分析,对视频图像中的每个位置进
14、行判断是否存在人脸,从而能够准确地找出视频中出现的所有人脸,提供人脸的数量和各个人脸的位置、大小,同时通过智能跟踪技术,提取出人脸的运动轨迹信息,而与背景信息无关,几乎不受背景扰动的干扰。2) 车辆检测目前常见的车牌识别有两种触发方式,一种是外设触发,另一种是视频触发。SMART摄像机就支持视频触发模式,不需借助线圈、红外或其他硬件车辆检测器。视频触发方式是指车牌识别系统采用动态运动目标序列图像分析处理技术,实时监测车道上车辆移动情况,发现车辆通过时捕捉车辆的图像,识别车辆牌照,并进行后续处理。1.2.5.4 智能跟踪在SMART球机中直接集成智能分析与跟踪功能,当球机镜头固定时,可做区域入侵
15、检测,对报警目标可实现放大跟踪。当场景中出现多个目标时,也可以手动选定某个目标进行跟踪。l 区域入侵报警跟踪l 手动选定目标跟踪在电站围墙区域,智能跟踪球能够得到很好的应用。电站的围墙范围广,如果是不具备跟踪功能的普通球机,当非法闯入者越过围墙后,还需控制球机寻找。通过智能分析,划定围墙为警戒面,布防情况下当有可疑份子穿越警戒面后,即可产生报警信号并进行跟踪,帮助运行人员及时定位非法闯入者。1.2.6 视频处理单元在视频监控系统中,视频处理单元需对前端摄像机进行管理,基于前端SMART摄像机的应用,我们需采用支持SMART NVR,这样才能发挥出SMART系统的整体优势。SMART NVR具有
16、智能联动、智能存储、智能回放、智能管理等特色功能。1.2.6.1 智能联动1) 人脸侦测报警:SMART IPC端启用人脸侦测检测后,SMART NVR可对人脸侦测信息联动报警弹图、声音警告、上传中心、发送邮件、触发报警输出等。2) 行为侦测报警:SMART IPC端启用越界侦测、区域入侵侦测,SMART NVR可对越界侦测、区域入侵侦测信息进行联动报警弹图、声音警告、上传中心、发送邮件、触发报警输出等。3) 音频异常侦测报警:SMART IPC端启用音频异常侦测,SMART NVR可对音频异常信息进行联动报警弹图、声音警告、上传中心、发送邮件、触发报警输出等。1.2.6.2 智能存储1) 智
17、能接入:可支持区域入侵侦测、越界侦测、音频输入异常、声强突变、人脸侦测、虚焦侦测以及场景变更侦测等多种智能侦测接入及智能信息存储。2) Raid超强纠错技术:Riad应用中,硬盘坏扇区自动重映射,保证硬盘性能下降/坏道可正常使用,单盘最大可支持4K次复位,极大提高Raid容错性,避免Raid应用中的掉盘,踢盘问题。1.2.6.3 智能回放1) 智能备份:SMART NVR支持基于智能侦测事件(区域入侵、越界、人脸侦测、音频异常等)快速检索备份录像文件,有效提升备份效率。2) 智能检索:支持基于智能侦测事件的快速检索;支持基于区域入侵、越界侦测的录像后检索,可在回放中自定义智能规则快速检索,大幅
18、提高录像检索效率。3) 智能回放:录像回放中,有智能侦测等事件发生的录像以正常速度播放;无事件发生的录像自动以16X倍速播放,有效提升录像回放效率。4) 转码预览/回放:支持将原高清码流转换成低分辨率、码率和帧率的码流进行远程实时监控和回放,满足低带宽环境网络应用,同时保证本地高清实时录像。1.2.6.4 智能管理1) IP通道基本管理:支持IP通道配置信息的导入/导出、升级等功能,管理简单易用。整个系统中接入多台NVR时,在NVR本地界面或是远程一个个添加IP通道既费时又容易出错,我们可以从NVR导出IP通道EXCEL模板,按照模板填写所有NVR的IP通道信息,并将EXCEL以NVR地址命名
19、,然后导入对应的NVR,这样既方便查找又方便管理。IP通道配置信息导入/导出示意图如机房中只有设备没有电脑时,需要对网络摄像机升级怎么办?此时可直接在NVR本地的IP通道界面对IP通道对应的相机进行升级。IP通道升级示意图2) 智能IP通道管理:支持通过NVR跳转到IPC的IE配置界面,有效解决双网隔离模式下无法登录IPC的问题,充分考虑客户操作习惯,使应用更为便捷。1.3 入侵报警系统1.3.1 系统概述iVMS-8800入侵报警系统采用集中控制的管理方式,通过总线式报警主机可以对各个防区进行分别管理,同时可以实现与视频监控、灯光等实现报警联动。1.3.2 系统架构入侵报警系统通常由前端设备
20、(包括探测器和紧急报警装置)、传输设备、中心控制设备部分构成,如下图所示:图2入侵报警系统拓扑图从图中可得知前端探测部分由各种探测器组成(图中只列出部分前端设备),它是报警系统的触觉部分,相当于人的眼睛、鼻子、耳朵、皮肤等,感知现场的温度、湿度、气味、能量等各种物理量的变化,并将其按照一定的规律转换成适于传输的电信号。控制部分主要是报警控制器。监控中心负责接收、处理各业务系统发来的报警信息、状态信息等,并将处理后的报警信息、监控指令分别发往报警接收中心和相关业务系统。系统在重要场所安装各种不同功能的报警探测装置,构成了一套多层次全方位的安全防盗报警系统。只要有人非法闯入,即会触发报警信息。一方
21、面,系统会自动把报警信号传送至控制中心,值班人员可通过报警键盘和电子地图的显示确定报警定位;而另一方面,也可以通过声光报警的形式提醒值班人员的注意。控制中心报警控制器,可通过键盘进行编程,可设置布、撤防密码,可显示报警方位,根据需要对不同的防区可以设置成群旁路、单旁路以及进入或退出延时等功能。系统具有防破坏功能,在报警线路被切断、报警探头被破坏等情况下均能报警。1.3.3 设备类型1.3.3.1 振动光纤1) 产品概述振动光纤周界报警系统采用光纤干涉技术,以光纤作为传感器探测振动信号,使用模式识别技术对振动信号的特征进行分析,能准确分辨出因为入侵行为产生的振动,对各种入侵行为进行探测。系统由模
22、式识别模块、控制单元和探测单元组成。使用时,每个探测单元和光纤构成振动传感器,对一定范围内的振动信号进行探测,形成1个防区;若干防区的信号传输到控制单元进行处理,再由模式识别模块进行特征识别,以判断各防区是否有入侵发生。2) 技术特性与其他周界产品相比,光纤周界产品具有以下特点:l 实时探测周界振动状况,监控入侵行为的发生;l 具有卓越的探测灵敏度,无漏报;l 具有极强的入侵行为判断能力,产品可以通过学习功能,在各种环境下摈除干扰对探测的影响,对各种入侵进行准确识别;l 具有卓越的环境适应性和长期可靠性,可以适用在各种严酷的自然和人工环境中;l 具有自检功能,识别对设备的破坏;l 不受强电磁干
23、扰,避免雷电袭击。3) 产品组成该系统由处理器、传感器、传导光缆和探测光缆组成,多台处理器可级联。处理器实现光源信号的产生和控制、振动信号的采集与处理、振动数据的分析与输出。光纤传感器是无源终端盒,完成光信号的分束、反射、消偏、测量等功能。光缆分为传导光缆和传感光缆,传感光缆敷设在周界上,进行振动信号的探测,传导光缆进行振动信号的传输。图3振动光纤周界报警系统拓扑图1.3.3.2 红外对射红外对射是利用光束遮断方式的探测器,由一个发射端和一个接收端组成。发射端发出一束或多束人眼无法看到的红外光,形成监控防护区,当有人横跨该区域时,遮断不可见的红外线光束而引发警报。常见的红外对射有两光束、三光束
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