变电站智能监控系统设计与实现_开题报告

（一）研究背景及意义

随着现代经济的快速发展，电压等级不断提高，电网结构的复杂程度也大幅度上升，同时由于现代信息技术和通信技术的快速发展，变电站自动化技术从传统向综合方向发展。目前，为了监控变电站运行状态保证其安全运行需要集成信息技术、自动化技术构成智能化的监控系统，以提高监控的可靠性、有效性、稳定性，实现远程、无人变电站运行状态监控。从20世纪90年代以来采用智能化监控技术远程监控变电站运行状态智就是国内外电力行业的研究热点。随着国民经济发展以及对电力需求的逐渐层架，我国已经投运以及将要投运的高电压等级变电站达到 2 万多座，并且以 5%以上的年均增长速度继续增加。

目前新建的变电站普遍采用智能化系统进行监控和管理，同时还有大量基于传统监控系统的变电站在进行技术改造，改造的目标也基本以智能化系统为主。变电站智能化监控系统的核心工作是对变电站运行过程中的各项技术指标进行监控。变电站的监控对象主要为电力变压器、互感器、开关设备、继电器等电力电气设备。考虑查到监控过程中需要采集、处理、通信大量数据因此数据的存储与处理能力成为变电站监控系统的主要指标，基于该考虑选择合适的数据库开发平台，并针对变电站监控特性开发适用的“原始数据库”和“目标数据库”具有重要意义，并以此为变电站安全运行智能监控系统的软件各个功能模块的开发建立数据基础，并保证智能监控系统的各项数据操作功能。

（二）国内外研究现状

智能视频监控系统阶段：产生于2000年左右，主要得益于视频分析算法的发展。这个阶段将视频智能分析算法融入到监控系统中，通过智能分析算法对视频图像进行处理分析，从而回答了人们感兴趣的“是谁，在哪，干什么”的问题，可以按照事先设定的安全规则，及时发出报警信号，可以实现各行业无人值守功能。这个阶段是视频监控系统，能全天候实时进行图像分析监控，利用图像识别算法来对图像进行分析理解，彻底改变了以往完全依靠监控人员对图像分析的式。

1996-1999年间，美国国防高级研究项目设立了以卡内基梅隆大学为首，麻省理工学院等高校参与视觉监控重大项目VSAM(Visual Surveillance AndMonitoring)，主要是对战场视频图像进行自动化理解技术的研究，所采用的系统利用三帧差进行运动物体检测，利用物体色彩空间及物体形状进行目标分类和识别；美国马里兰(Maryland)大学的实时视觉监控系统W4融合了形状分析和跟踪技术,该系统不仅能够定位人和分割出人的身体部分，而且通过建立人体外观模型来实现对多个人的跟踪，并且能够检测人是否携带物体等行为。2000年，美国国防高级研究项目又资助了HID（Human Identification at a Distance）远距离人脸识别项目。有学者对运动目标的分析识别中，根据运动目标亮度不同将火灾与入侵分割开来，应用于变电站中对火灾、入侵的检测。

国内不少学者对变电站智能视频监控系统也有所研究。梁雪梅通过电力系统已有通信网络，设计了一种新型无人值守变电站智能视频监控系统，系统通过视频分析处理进行行为识别，对变电站异常行为及时进行报警处理。黄斯茜采用改进的帧间差分和背景差分法相结合的目标检测算法，将中值滤波法建立背景图像并应用到帧间差分法中对运动目标进行检测，检测到运动目标后利用提出的一种针对变电站工作人员安全帽佩戴检测算法进行安全帽检测。孙志伟对山东西王特钢11万变电站监控改造项目进行研究，并提出了一套变电站的改造方法。这些系统多数是趋向于对变电站某种情况进行分析，然如变电站需要监控的区域非常广泛，除一般安防需要研究的对象外还包括对仪器仪表运行状态的监控，也包括对环境情况进行监控。李梁则研究一种可以对变电站多种模拟指针示数及油位液面状态的检测算法。

电力部对变电站监控系统所需要具备的提供服务的能力以及所需具备的稳定性进行了充分考虑，对监控系统管理服务器于数据库设计进行了研究，宋果，崔景春，袁大陆等设计的变电站监控系统软件能够在 Windows 平台上稳定运行，并且考虑了多种开发平台相集成。数据库服务器处理方式为双机热备，其所采用的备份方式是利用网络存储设备 NAS 来进行保存。NAS 设备单独链接到网络之中，定期利用安全可靠的工具将数据库中的数据写入到 NAS 的硬盘之中，同时 NAS 设备则是采用 RAID方式来实现数据冗余。网络通道是实现监控系统信息传送的基础。史壮宝研究指出网络通道应具有双向保护的功能，同时还需要具备电信级故障自愈功能。网络通道需要支持 ULAN，服务器的核心交换机则是使用的主备方式。

二、^范文提纲

前言

一、变电站监控系统原理

（一）变电站监控系统的发展

（二）变电站监控对象与监控功能

（三）变电站系统架构

二、变电站智能监控系统需求分析

（一）总体需求

（二）系统功能需求

（三）其他技术要求

三、变电站智能监控系统设计

（一）设计原则

（二）系统整体设计方案

    1.系统总体结构

    2.系统硬件设计

    3.系统软件设计

    4.系统监控方案

（三）系统开发平台

    1.系统开发模式

    2.数据库选型

    3.设计模式

四、变电站智能监控系统的实现

（一）报警功能实现

（二）视频录像与存储功能的实现

（三）视频监控功能的实现

五、结论

三、参考文献

[1]狄义伟.面向未来智能电网的智能调度研究[D].山东大学,2014.

[2]李兴源,魏巍,王渝红,等.坚强智能电网发展技术的研究[J].电力系统保护与控制,2013,37(17):1-7.

[3]刘芳.基于数据挖掘的电网数据智能分析的研究与实现[D].西北大学,2018.

[4]施婕,艾芊.智能电网实现的若干关键技术问题研究[J].电力系统保护与控制,2013,37(19):1-4.

[5]李大虎,陈奎.110KV变电站监控监控系统技术研究与改造[J].山东煤炭科技,2013,3(2):88-89.

[6]朱松林.变电站计算机监控系统及其应用[M].中国电力出版社,2014.

[7]周国庆,尹燕磊,张留全,等.基于以太网的电力智能监控终端的研究[J].微计算机信息,2014,23(8):37-38.

[8]徐宏雷,郑伟,王维洲,等.基于各电网子公司职能的智能电网三层空间架构探讨[J].电力系统保护与控制,2014，38(21):91-94.

[9]罗毅,王英英,王安斯,等.智能电网的一种分层协同式“系统的系统”概念模型[J].电力系统自动化,2012,33(17): 6-9.

[10]敖冉.变电站仿真培训系统中复故障计算模块的实用化研究[D]. 华北电力大学（北京）,2014.

[11]唐会智,彭建春.基于模糊理论的电能质量综合量化指标研究[J].电网技术,2013,27(12):85-88.

[12]张东英,葛亮.500kV综合自动化变电站仿真培训系统的实现[J].电网技术,2014,25(6):64-66.

[13]李宏波.变电站仿真系统模型的研究[D].华北电力大学（保定）,2014.

[14]基于目标优先的变电站仿真智能评价方法[J].电力系统保护与控制,2014,38(19):33-38.

[15]陈青华,董朝霞.电网仿真培训系统图形支撑平台的研究[J].现代电力,2012,2(1):38-43.