专利名称：基于iec61850的智能安防辅助系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于IEC61850的智能安防辅助系统。
背景技术：
随着计算机技术和网络通信技术的快速发展，电力系统自动化建设发展越加完善，尤其是在变电站的安全防范方面，广泛采用了最新的计算机、通讯等技术，实施了诸如视频监控、环境、火灾报警及消防、空调控制、SF6监 控、门禁控制及防盗报警等安防辅助子系统。传统的变电站安防辅助系统受理念和技术的影响，无法实现远程监视、预警和控制，并且各个安防辅助子系统之间都是孤立的，无法实现联动，以至于出现了一种信息“孤岛”现象，而且不具备智能变电站要求的IEC61850 (即IEC61850《变电站网络与通信协议》标准)通信功能，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性。尤其是现在电力系统为提高劳动生产率，增强竞争力，在变电站平常的生产过程中大量采用无人值守或少人值守的模式，远程、实时、多维的智能安防辅助系统对于变电站的安全运作显的更加重要。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种基于IEC61850的智能安防辅助系统，以实现变电站运行情况的远程、实时、多维的监视、预警和控制。本发明为解决技术问题采用以下技术方案。基于IEC61850的智能安防辅助系统，其结构特点是，包括主站系统和站端系统；所述主站系统包括省级主站、地区级主站和集控站级主站；所述省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统采用分级的分布式系统架构，省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统依次通过电力数据网相连接；省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系之间采用TCP/IP协议传输视频数据，采用IEC61850协议传输视频以外的命令和信息。本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统的结构特点也在于所述主站包括管理服务器、视频转发服务器、WEB服务器、WEB客户端和C/S客户端；所述WEB服务器和C/S客户端均与所述管理服务器相连接，所述管理服务器与所述C/S客户端之间采用IEC61850协议传输数据；所述WEB客户端与所述WEB服务器之间相连接，所述WEB服务器和所述C/S客户端均与所述视频转发服务器相连接；所述站端系统包括智能总控单元、硬盘录像机和多个安防辅助子系统；所述硬盘录像机和多个安防辅助子系统均与智能总控单元相连接；所述站端系统的智能总控单元与所述主站的管理服务器相连接，所述站端系统的硬盘录像机与所述主站的视频转发服务器相连接。所述安防辅助子系统包括环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统、防盗报警子系统和视频监控子系统；所述环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统和防盗报警子系统均与所述智能总控单元相连接，所述视频监控子系统与所述硬盘录像机相连接。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统，可接入视频监控、环境、火灾报警及消防、空调控制、SF6监控、门禁控制及防盗报警等安防辅助子系统，并实现相关子系统之间的联动。通过该系统在省级主站、地区级主站及集控站级主站便可实现对变电站运行状态的实时、远程监视和控制。各级主站之间通过电力数据网，采用TCP/IP协议传输视频数据，采用IEC61850协议传输视频以外的命令和信息。I)将变电站安防辅助系统以监视为核心，转变为以智能的监视、预警和控制为核心，从而对变电站的安全稳定运行产 生了 “质”的提升。2)利用级联转发技术，实现省级、地区级、集控站级主站之间的级联，解决了有限的带宽下多个用户并发访问同一个监控点的问题，降低了网络负载。3)本发明利用IEC61850对系统进行建模，实现了 IEC61850通信，满足智能变电站要求。4)本发明将分散孤立的各子系统进行集中控制和联动，解决了信息孤岛问题，可以实时监控和处理变电站事故，提高了变电站的安全性和稳定性。5)本发明利用先进的视频监视、录像功能将现场人工式的故障报警、判断、排除，转变为技术性远程判断，提高了变电站运行维护人员的工作效率，降低了工作量。6)本发明利用智能图像识别技术，对电气设备的指示灯，压板，旋钮开关的状态进行实时的分析和判断，识别成功率很高，为变电站运行人员提供直观的辅助判据。本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统，具有可实现变电站运行情况的远程、实时、多维的监视、预警和控制、提高了变电站运行维护人员的工作效率等优点。
图I为本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统的架构图。图2为本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统的实施结构图。图3为本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统的数据流图。图4为本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统的智能总控单元的背面图。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例方式参见图1，基于IEC61850的智能安防辅助系统，包括主站系统和站端系统；所述主站系统包括省级主站、地区级主站和集控站级主站；所述省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统采用分级的分布式系统架构，省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统依次通过电力数据网相连接；省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系之间采用TCP/IP协议传输视频数据，采用IEC61850协议传输视频以外的命令和信息。所述主站包括管理服务器、视频转发服务器、WEB服务器、WEB客户端和C/S客户端；所述WEB服务器和C/S客户端均与所述管理服务器相连接，所述管理服务器与所述C/S客户端之间采用IEC61850协议传输数据；所述WEB客户端与所述WEB服务器之间相连接，所述WEB服务器和所述C/S客户端均与所述视频转发服务器相连接；所述站端系统包括智能总控单元、硬盘录像机和多个安防辅助子系统；所述硬盘录像机和多个安防辅助子系统均与智能总控单元相连接；所述站端系统的智能总控单元与所述主站的管理服务器相连接，所述站端系统的硬盘录像机与所述主站的视频转发服务器相连接。所述安防辅助子系统包括环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统、防盗报警子系统和视频监控子系统；所述环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统和防盗报警子系统均与所述智能总控单元相连接，所述视频监控子系统与所述硬盘录像机相连接。
参见图2，所述省级主站、地区级主站、集控站级主站从技术上分为管理服务器、视频转发服务器、WEB服务器、WEB客户端、C/S客户端。所述管理服务器包含数据库和管理平台，实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等功能。所述视频转发服务器位于所述两种客户端和硬盘录像机(DVR)之间，负责视频数据流的高并发访问控制。所述WEB服务器提供网上信息浏览服务，当WEB客户端连到所述WEB服务器并请求信息时，所述WEB服务器将处理该请求并将信息发送给所述WEB客户端。所述WEB客户端供值班人员实时监控变电站区域的图像、环境、报警、人员进出等实时运行状况。所述C/S客户端，提供对所述智能总控单元、DVR的配置管理功能，完成七大安防辅助子系统之间的联动配置，并将配置信息保存到所述管理服务器。另外，通过C/S客户端也可以监控变电站区域的图像、环境、报警、人员进出等实时运行状况。所述站端系统是智能安防辅助系统的信息源，包括智能总控单元、硬盘录像机(DVR)和变电站内七个安防辅助子系统(视频监控子系统、环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统、防盗报警子系统)，它将变电站内七大子系统的信息通过所述智能总控单元和DVR接入进来；所述站端系统接收管理服务器下发的联动命令，由所述智能总控单元完成联动输出动作。在图2和图3中，子系统I 子系统6分别为环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统、防盗报警子系统；子系统7为视频监控子系统。所述视频监控子系统，在变电站主要电气设备、关键设备安装地点装设摄像头，实现手动录像、定时录像、告警触发录像和集中存储，具有录像回放和录像转发功能，可以根据抓拍类型、联动类型、触警条件以及时间等条件，对录像进行查询；另外，还采用图像识别技术，对电气设备的指示灯，压板，旋钮开关的状态进行实时分析和判断。所述环境子系统，利用智能采集器，实时监测变电站内重要场所和重要设备的工
作环境(如温度、湿度、漏水、有害气体等)，当工作环境出现异常时，可及时显示并发出报
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目O所述火灾报警及消防子系统，在变电站的主控室、开关室等场所安装火灾探测器，探测初期火灾并发出警报。所述空调控制子系统，通过设置温、湿度上下限以及室内室外温度差，自动控制空调的关闭、开启以及风机的关闭和开启功能。所述SF6监测子系统，在变电站开关室和GIS室等有可能产生SF6泄露的地点，安装SF6探测器，检测空气中SF6气体含量，当环境中SF6气体含量超标，能实时进行报警。所述防盗报警子系统，实时反映防盗探测器的布、设防、报警等状态，对报警信息及时提示，在设定的布防时间内，实行入侵监控。
所述门禁控制子系统，在变电站的出入口安装自动识别系统，对人或物的进出实施放行、拒绝、记录等操作；利用非接触式智能卡识别身份信息和门禁权限等信息，持卡人只有在规定的时间和有权限的门禁点刷卡后，才能被允许出入，否则被认为是非法入侵，拒绝开门并输出报警信号。本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统，以基于IEC61850协议的网络通信为基础，实现对变电站内七大子系统(视频监控子系统、环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统、防盗报警子系统)的全天候状态监视、智能控制以及相关子系统之间的联动。通过该系统在省级主站、地区级主站及集控站级主站便可实现对变电站运行状态的 监视和控制，满足电力系统远程、实时、多维的安全生产和安全警卫的要求。所述WEB服务器和WEB客户端同系统的其他部分耦合性较低。WEB服务器提供网上信息浏览服务，当WEB客户端连到所述WEB服务器并请求信息时，WEB服务器将响应该请求，从管理服务器或视频转发服务器获得信息，发送给WEB客户端。所述WEB客户端，供值班和相关人员实时监控变电站区域的图像、环境、报警、人员进出等实时运行状况。所述站端系统是智能安防辅助系统的信息源头，通过智能总控单元和DVR将变电站内七大子系统(图像监控子系统、环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统、防盗报警子系统)的信息接入进来。参见图3，本系统实例中包括控制流和视频流两种信息流，控制流通过IEC61850协议在C/S客户端、管理服务器和智能总控单元之间传递，视频流通过TCP/IP协议由DVR经过视频转发服务器传给C/S客户端。IEC61850作为智能化变电站的标准规约，具有统一、规范、自描述、易扩展等特点，解决了目前传统变电站规约种类繁多，互不兼容等缺点，未来将成为智能变电站的统一规约。本实施实例中，按照IEC61850体系要求完成对系统各个功能模块的建模，控制流的传递在应用层协议按照IEC61850《变电站通信网络和系统，第7-2部分变电站和馈线设备的基本通信结构，抽象通信服务接口(ACSI)》执行，建立双向实时控制信息交互通道。所述C/S客户端、，是用户对系统操作的界面程序，它提供对所述智能总控单元和DVR相关信息的配置管理功能，完成七大安防辅助子系统之间的联动配置，并将所有配置信息保存到所述管理服务器。另外，通过C/S客户端也可以监控变电站区域的图像、环境、报警、人员进出等实时运行状况。所述管理服务器采用Linux操作系统，包含数据库和管理平台，实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等功能。用户通过C/S客户端所做的配置修改将保存在管理服务器，并由管理服务器将配置下发到智能总控单元，另外用户在C/S客户端界面的操作命令也将由管理服务器转发给智能总控单元执行具体操作。管理服务器上需要做大量的通信转发和数据库操作，负担较重，实施时要配置成主备的方式，当一台管理服务器出现故障时，可将C/S客户端到智能总控单元的通路动态切换到备用的管理服务器上。所述视频转发服务器位于所述C/S客户端和DVR之间，用户通过C/S客户端浏览实时视频或查看录像视频时，视频转发服务器则下发视频调用命令给DVR，DVR将所需的视频信息通过TCP/IP协议转发给视频转发服务器以响应用户的要求。所述视频转发服务器可以连接多个C/S客户端，负责实现视频数据流的高并发访问控制，因此视频转发服务器采用占用资源少、执行效率高、稳定性佳的Linux线程库及通信库。参见图4，所述智能总控单元是基于嵌入式Linux操作系统的装置，包括智能总控板和模拟量板、开入板、开出板、串口板、交换机板等接口板卡。智能总控板选用具有多种接口能力的Hi3515处理器，实现对各接口板卡的信息收集、转发和控制。通过这些接口板卡，智能总控单元实现变电站七大子系统的信息接入和互连互通。通过开出板完成所述C/S客户端联动配置的输出动作，通过串口板，可以实现对摄像机云台的转动控制。智能总控单元，每块模拟量板可以采集12路模拟量，总共可采集24路模拟量；每块开出板可以提供12路输出，2块开出板共24路输出；开入板可以采集20路开入量；两块串口板可以提供16个串口 ；交换机板可提 供16个网口。
权利要求
1.基于IEC61850的智能安防辅助系统，其特征是，包括主站系统和站端系统；所述主站系统包括省级主站、地区级主站和集控站级主站等；所述省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统采用分级的分布式系统架构，省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统依次通过电力数据网相连接；省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统等之间采用TCP/IP协议传输视频数据，采用IEC61850协议传输视频以外的命令和信息。
2.根据权利要求I所述的基于IEC61850的智能安防辅助系统，所述主站包括管理服务器、视频转发服务器、WEB服务器、WEB客户端和C/S客户端；所述WEB服务器和C/S客户端均与所述管理服务器相连接，所述管理服务器与所述C/S客户端之间采用IEC61850协议传输数据；所述WEB客户端与所述WEB服务器之间相连接，所述WEB服务器和所述C/S客户端均与所述视频转发服务器相连接； 所述站端系统包括智能总控单元、硬盘录像机和多个安防辅助子系统；所述硬盘录像机和多个安防辅助子系统均与智能总控单元相连接； 所述站端系统的智能总控单元与所述主站的管理服务器相连接，所述站端系统的硬盘录像机与所述主站的视频转发服务器相连接。
3.根据权利要求I和2所述的基于IEC61850的智能安防辅助系统，其特征是，所述安防辅助子系统包括环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统、防盗报警子系统和视频监控子系统。所述环境子系统、火灾报警及消防子系统、空调控制子系统、SF6监控子系统、门禁控制子系统和防盗报警子系统均与所述智能总控单元相连接，所述视频监控子系统与所述硬盘录像机相连接。
全文摘要
本发明公开了一种基于IEC61850的智能安防辅助系统，包括主站系统和站端系统；所述主站包括省级主站、地区级主站和集控站级主站；所述省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统采用分级的分布式系统架构，省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系统依次通过电力数据网相连接；省级主站、地区级主站、集控站级主站和站端系之间采用TCP/IP协议传输视频数据，采用IEC61850协议传输视频以外的命令和信息。本发明的基于IEC61850的智能安防辅助系统，具有可实现变电站运行情况的远程、实时、多维的监视、预警和控制、提高了变电站运行维护人员的工作效率等优点。
文档编号H02J13/00GK102769339SQ201210286808
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者况伟, 张令意, 张庚生, 杨建旭, 王成进, 王皓 申请人:安徽继远电网技术有限责任公司