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摘要：目前智能变电站具备可靠的运行特点，在此过程中，可实现数字化、网络化和共享化的工作流程。通过视频及环境监测系统能够及时发现智能变电站运行中潜在的异常问题，并能随即开展具体的分析工作，为智能化变电站的稳定发展可靠做出贡献。
关键词：地下变电站；环境及设备状态监控；智能巡检
1智能变电站系统框架
结合智能变电站的定义来看，主要特点是能够实现全站信息标准化、通信平台网络化、信息共享化，因此可以达到标准的信息共享，依托于专门为智能变电站研发的新型计算机监控系统除具备运行监视、运行管理、远方控制、远动等基本功能外，同时具备一体化电网运行智能系统平台、顺控、智能开票、智能告警与分析决策、故障分析与决策、经济运行与优化控制等高级功能。许多以往需要人为进行的工作现在均能够由这些系统自动完成，从而能够智能化的进行监视、分析和调节。
2视频及环境监测系统在智能变电站中的应用
以一个110kV地下智能站为列，主要由主变室、10kV配电室、继电器及通信室和110kVGIS室组成，拟建设一套环境监控及智能巡检系统，包括以下子系统或功能：
1）门禁系统（面部识别系统）：对本站进出人员进行数量和面部识别，实现人员身份认证，对未许可进入人员进行报警。
2）巡检机器人（导轨摄像机）：安装导轨式摄像机对生产现场进行监视，实现全方位无死角的跟踪视频监视。
3）环境监测：由于本站为地下变。当发生紧急情况时，撤离比常规站要困难，对本站的环境监测需要比较高的要求，要示系统对O2、CO、SO2、H2S、SF6、H2、CH4等气体的监测，当发生气体异常时主动启动排风，如果同时有火灾报警，闭锁排风。同时对水位、火灾监测。
2.1系统总体组成
地下智能站对安全系统有着非常高的要求，拟配置一套综合性智能监控系统，实现智能门禁系统功能、视频监控系统功能、动力环境监控系统功能和火灾报警系统功能，其中门禁和视频监控均可视为图像监视及安全警卫子系统，系统的总体组成如下图所示：
智能监控系统组成示意图
系统建设成一套综合管理平台，平台包括视频监视、安全警卫、环境监测、火灾报警等功能，并与电力工作管理系统联动，对出入口门禁进行人员复核，对出入变电站的人员与核准和工作人员进行面部识别比对，判断出入人员的符合性，并对未经许可的人员进行报警，通过网络和手机短信等方式进行报警信息传送。对于环境环境状况和火灾警报也可以通过网络和短信进行信息实时传送。系统设备拓扑图如下：
2.2智能监控系统
2.2.1系统概述
根据地下变电站的特点，采用智能视频巡检机器人实现全范围无死角的视频智能巡检和监视功能，拟在地下各个室内安装环形轨道式巡检机器人，主要监视主变室、10kV配电室、110kVGIS室、继电器及通信室的各个设备的运行情况和环境情况，可以根据平台软件指定自动巡检路线、人工工作路线等巡检和监视。
2.2.2系统原理
系统选用智能巡检机器人作为视频监控的采集设备，机器人通过网络传输出音频视频及状态信息，通过平台软件（安装于站端服务器上）管理所有机器人，可以手动控制机器人巡检，也可以设定巡检路线实现自动巡检，还可以通过平台软件联动门禁和各种电控设备开关动作，通过后台视频分析和识别软件实现人脸识别、开关状态、仪表显示进行识别和工作人员跟踪指挥等功能。
2.2.3系统功能
（1）日常巡检
1）定时巡检功能：巡检机器人按轨道路线进行水平定时自动巡检；2)自动义巡检方案功能：按设定的预置点进行定义巡检预案，当手动或自动启动预案时，按定义的路线进行巡检；3)关键位置设定功能：系统可以定义许多（不少于1000个）关键位置的预置位，可以进行快速定位、设定巡检预案、定义巡检路线等；
（2）遥控巡检
1）支持人工遥控功能：操作人员可以通过远程工作站发出控制指令，实现机器人的所有操作功能；2)支持目标位置巡视功能：通过调用预置位，可以快速移动机器人到目标位置，实现快速巡视；3)支持多种速度模式：巡检机器人的速度可以调节，并且在进行预置位操作是自动选用最快速度，缩短响应时间；
（3）现场监测
1）可见光视频：选用720P高清摄像机，采集可见光视频，采用H.264视频压缩标准编码成高清数字视频信号；2）热成像视频：采用热成像仪，生成监视范围内的热成像视频，以视频方式标示监视目标各部分的温度；3）热成像温度：热成像视频显示出监视目标的各部分温度，并可以根据设定温度限值进行高温报警；4）环境温湿度：系统可以显示出环境的温度和湿度；
（4）多级监控
1）可授权多级联网监控：系统可以通过以太网组成多级联网监控系统，实现分布式智能监控系统；2）可授权多级信息共享：通过权限控制，可在各级监控系统中设定权限，通过授权进行信息共享；
（5）无盲角监控
1）支持水平直线移动：机器人通过轨道进行水平移动，扩大了监视范围；2）支持垂直升降移动：机器人可以加装升降机构，实现垂直移动，增加的监视的范围和精度；3）支持水平转弯环形移动：机器人轨道支持弯转并可以组成环形轨道，真正实现全方位无盲角监视。
（6）智能分析（计算机监控系统软件支持）
1）支持视频识别：通过智能算法和模板，识别各种机构位置、状态、表盘读数等；2）支持移动物体跟踪：通过视频识别，确定目标物体，当物体移动时，驱动机器人进行移动，并调整摄像机进行跟踪移动；3）支持形为分析：对目标限制范围进行视频智能分析，实现越限报警、遗留物报警、异常形为报警等功能。
（7）操作自动定位（与计算机监控系统联动）
与监控系统联动，在开操作票和对设备操作时，摄像头自动到位，对操作过程全程记录。
（8）环境监测联动（与消防和通风系统相配合）
1）底层装设水位探测器，与消防水泵相关联，当水位探测异常时启动消防水泵2）气体探测装置，探测有害气体和室内含氧量，与通风系统相关联，当气体探测异常时启动通风系统3）温度探测，探测设定房间的温度，与空调系统相关联，当温度探测与要求不符时启动空调。
2.3状态监测与辅助控制系统
设置设备状态监测系统，包含对GIS、主变、避雷器、蓄电池等设备的状态监测的功能。建立一次设备在线监测及评估系统，实现多状态量的综合在线监测、诊断、分析和评估功能，建立专家系统，实现状态检修功能。状态监测系统后台与变电站自动化系统融合，建立一体化信息平台，信息可上送调度主站。
4结语
总之，针对现有系统的不足，通过开展的系统实用化应用技术研究，伴随系统版本逐步升级，可以进一步提高系统的实用价值。未来将进一步实现面向智能变电站的视频监控系统高级应用，为多级平台智能流媒体集群、平台集中存储策略、变电站视频辅助全景建模、海量数据检索引擎研究等提供技术支持。
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