風力發(fā)電場安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)

大唐河南清潔能源有限責任公司 段偉康

風力發(fā)電場安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)

大唐河南清潔能源有限責任公司 段偉康

風力發(fā)電廠的運行管理由于其風力發(fā)電機組所占地域寬闊、運行維護人員比較少、交通不便、設備造價高等因素而受限制，日常工作中對風力發(fā)電機組設備及時監(jiān)控和巡視是十分必要的。云陽風電場根據運行實踐，綜合自動化技術利用和視頻監(jiān)控技術，建立起現場實時監(jiān)控系統(tǒng)，較好地解決了運行人員不足，工作量大的問題，設備安全、穩(wěn)定、可靠運行大大提高，增加了風力發(fā)電場各設備可用率。

風電場；視頻監(jiān)控；風機監(jiān)控

1.前言

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是由高清紅外攝像機、傳輸通道、控制系統(tǒng)、顯示裝置、錄像功能等5大模塊組成。高清紅外攝像機通過網絡通信技術將視頻圖像及相關數據傳輸到錄像設備和后臺監(jiān)控客服的。通過后臺監(jiān)控客戶端，運行維護人員可發(fā)出指令，控制云臺高清紅外攝像機的上、下、左、右的動作，以及改變高清紅外攝像機調焦變倍。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種進幾年新型的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，它利用的技術有：計算機應用技術、視頻技術、網絡技術，將風力發(fā)電場升壓站站以及風力發(fā)電機組內采用高清紅外攝像機拍攝的視頻圖像通過網絡輸到風力發(fā)電場升壓站中控室內，使風力發(fā)電場升壓站中控室的運行維護管理人員可以通過視頻監(jiān)控主機上的監(jiān)控畫面對升壓站內各配電間電氣設備以及全場風力發(fā)電機組的運行情況實時進行監(jiān)控，從而確保風力發(fā)電場升壓站以及風力發(fā)電機組的安全可靠運行和安全生產。

風力發(fā)電場由于設計是無人值守少人值班的值班方式，而且風電場風力發(fā)電機組的占地面積比較廣，風力發(fā)電場風力發(fā)電機組的工作一般都是燈塔工作，運行維護人員在工作中工作強度極大，相關信息傳遞及時性要求高，設備穩(wěn)定可靠安全運行時對風力發(fā)電機組的監(jiān)控要求也非常高，遠遠高于一般的電廠，因此風力發(fā)電場安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。

2.云陽風電場概述

大唐清潔能源有限責任公司云陽風電場工程分二期設計，總設計裝機容量為110MW，安裝55臺單機容量為2MW的風力發(fā)電機組，預計每年向電網提供20000多萬kW·h的清潔可再生能源。云陽風電場已于2013年4月開工建設，2014年投產運行，現在二期工程正在建設，同時視頻監(jiān)控系統(tǒng)也在安裝中。

大唐郟縣云陽風電場在平頂山的榮耀落戶，將為多姿多彩的鷹城增添了一道美麗的風景線。大唐人將在“務實、奉獻、創(chuàng)新、奮進”的大唐精神引領下，以“快樂工作，健康生活”的管理理念，創(chuàng)建一個溫馨和諧的快樂風電，擔負起社會責任，向社會提供優(yōu)質、清潔、可靠的綠色電力。

3.系統(tǒng)概述

在設計時，我們采用了基于IP網絡的數字網絡高清紅外攝像自帶語音對角功能的攝像機機，預計后期加裝風力發(fā)電機組塔筒門禁刷卡自帶語音攝像功能的整套系統(tǒng)，本著成本低、功能齊全的宗旨設計本方案。

云陽風電場的設計中利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，更好的實現了對風力發(fā)電機組以及站內的實時監(jiān)控。利用風力發(fā)電場視頻監(jiān)控系統(tǒng)配合風機遠程scada系統(tǒng)才能使運行維護人員實現24小時不間斷掌握升壓站站內各變電設備以及風力發(fā)電機組整體運行情況及的主要手段。

由于大部分風力發(fā)電場地處偏遠地區(qū)，通信不是特變良好，由于本設計中所用的網路數字高清攝像頭自帶語音對講功能，解決了運行維護人員在風力發(fā)電機上工作時聯(lián)系不到升壓站值班人員的這一不安全風險，降低了人員聯(lián)系不上而可能產生的危險因素，與此同時，風力發(fā)電場值班人員還可以通過視頻監(jiān)控畫面時刻對檢修人員進行監(jiān)控，對其誤操作是可以利用對講功能即可阻止其行為，有效的提高人員和風機的穩(wěn)點、安全、可靠運行。

在電力企業(yè)中，由于誤操作、誤入帶電間隔的人身傷亡事故頻繁發(fā)生，本設計中在各配電間門以及各風力發(fā)電機塔筒門安裝帶有視頻監(jiān)控的門禁系統(tǒng)能有效降低由于誤入帶電間隔個發(fā)生的人身傷亡事故。

4.系統(tǒng)結構

4.1 系統(tǒng)組成

本設計視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由6部分組成，分別為高清紅外網絡攝像機、門禁設備、可視對講設備報警設備、網絡傳輸系統(tǒng)、升壓站主控室遠程主機、錄像設備。

本設計使用的是iVMS-4200客戶端，iVMS-4200客戶端是?？低曂瞥龅囊豢钆c嵌入式網絡監(jiān)控設備配套使用的應用軟件。它可與DVR、NVR、IPC、IPD、DVS、網絡存儲設備、報警設備、門禁設備、可視對講設備等配套使用，提供網絡服務（預覽、回放、云臺等操作），提供靈活、多樣的部署方案，滿足中、小型項目中各種不同環(huán)境的需求。

本設計中利用風機出線集電線路中架空地線的通訊,將高清紅外攝像機攝取的監(jiān)控圖像、門禁設備、視對講設備報警設備中相關數據進行數字編碼并通過風機出線集電線路中架空地線的通訊進行傳輸。在風力發(fā)電場中控室錄像設備中進行數字存儲，以便于事故回放及相關分析，于此同時將此數字信號通過解碼器還原成模擬信號輸入中控室監(jiān)控主機，從客戶端中得到清晰的可視視頻圖像及相關對講和報警功能的實現。錄像機可以實現完成對視頻采集、壓縮、控制、檢索、回放、存儲、傳輸、報警聯(lián)動等強大功能。

另外，系統(tǒng)可加裝風力設備間、風力發(fā)電機塔筒內照明的門接點，與現有照明開關進行并聯(lián)。當門被打開時室內或塔筒內照明燈亮，門關閉時照明燈自動熄滅。而且本設計使用的紅外網絡高清攝像機可以設定移動偵測等相關識別的功能，當人員進入設備間或塔筒內時，或監(jiān)測的相關狀態(tài)發(fā)生改變時，系統(tǒng)將進行報警錄像，有效的減少財產損失和事故的發(fā)生。

4.2 功能概述

iVMS-4200是為?？稻W絡安防設備管理開發(fā)的軟件應用程序，適用于嵌入式網絡硬盤錄像機、混合型網絡硬盤錄像機、網絡視頻服務器、NVR、IP Camera、IP Dome、報警主機、門禁設備、可視對講設備和解碼設備以及視音頻編解碼卡，支持實時預覽、遠程配置設備參數、錄像存儲、遠程回放和下載、報警信息接收和聯(lián)動日志查詢等多種功能。風機分支環(huán)網和1條站內分支環(huán)網，二期工程使用1條主干環(huán)網帶4條分支環(huán)網和1條站內分支環(huán)網，設計通訊系統(tǒng)的主干網采用2臺1000M的工業(yè)以太網光纖交換機組成雙環(huán)自愈環(huán)網，分支環(huán)網均采用100M以太環(huán)網光纖交換機，以確保保證整個風力發(fā)電場的通訊系統(tǒng)的數據通暢，無阻塞和中斷的事故發(fā)生。

圖1 報警設備應用場景

圖2 可視對講設備應用場景

圖3 門禁設備應用場景

4.3 通信線路

本系統(tǒng)設計中通訊系統(tǒng)采用主干環(huán)網分支環(huán)網的通訊模式，根據云陽風電場共兩期工程的設計，一期使用1條主干環(huán)網帶3條風機分支環(huán)網和1條站內分支環(huán)網，二期工程使用1條主干環(huán)網帶4條分支環(huán)網和1條站內分支環(huán)網，設計通訊系統(tǒng)的主干網采用2臺1000M的工業(yè)以太網光纖交換機組成雙環(huán)自愈環(huán)網，分支環(huán)網均采用100M以太環(huán)網光纖交換機，以確保保證整個風力發(fā)電場的通訊系統(tǒng)的數據通暢，無阻塞和中斷的事故發(fā)生。

4.4 應用場景拓撲圖（見圖1、圖2、圖3）

5.結論

本設計安裝并使用之后，通過設立在風力發(fā)電場中控室的監(jiān)控主機，運行維護值班人員對風電場升壓站站內設備間以及風力發(fā)電機組的運行情況進行時刻監(jiān)控，大大減少了運行維護人員的巡檢次數和工作強度，同時升壓站站內的運行設備和風力發(fā)電機組巡視的及時性提高到隨時巡視，同時本設計中報警設備應用、可視對講設備應用、門禁設備應用有效的保證了風力發(fā)電場站內變電設別以及風力發(fā)電機組的安全、穩(wěn)定、可靠運行，大大提高了風力發(fā)電機組的可利用率，同時也降低人身傷亡事故的發(fā)生。

[1]定安防公司．海康威視網絡視頻監(jiān)控iVMS-4200 V2．6．1．6河北中厚電子科技有限公司,2017．

[2]李進．高校電子視頻監(jiān)控系統(tǒng)構建性研究[J]．考試周刊,2013．

[3]謝仲華．無線可視頭盔在風電場遠程巡檢中的應用探索．國際新能源網．風電技術．2016．