随着新型电力系统建设持续推进,变电站作为电网电能转换、调度输送的关键枢纽,正向少人值守、无人值守模式转型。当前绝大多数变电站已经大规模部署网络摄像机,依靠传统二维监控开展安防值守与远程巡视,但传统监控方案存在天然短板:多路视频画面相互割裂、缺乏空间位置关联,运维人员需要记忆大量摄像头点位;故障告警发生后,难以快速定位现场空间位置,跨区域目标追踪困难;视频监控、环境监测、设备在线监测等系统彼此独立,形成信息孤岛,制约变电站智能化运维水平提升。三维视频融合(实景孪生)技术,为变电站远程可视化、一体化态势管控提供成熟可行的落地方案。
视频融合依托三维渲染引擎,将站内多路实时监控视频流经过空间精准标定,投射至变电站 1:1 三维场景模型表面,构建虚实一体的实景孪生平台。运维人员可以在三维场景内自由漫游、无极缩放,实现跨区域连续视频观测,把分散独立的监控画面整合到统一空间底座,打造变电站实景管控一张图。该方案兼顾存量设备利旧、系统灵活集成,适配 110kV、220kV、500kV 各类变电站新建项目与老旧监控系统数字化改造。
一、视频融合在变电站核心应用场景
1、全站远程实景可视化巡视
覆盖主变区域、高压配电装置区、电缆沟、主控室、消防区域、站区周界等全部重点区域。所有监控视频贴合在三维场景对应空间位置,运维人员无需熟记摄像头分布图,通过三维场景漫游完成远程可视化巡检,直观查看设备外观、场地环境、围栏状态,替代部分人工现场巡检,降低外勤运维压力。
2、告警空间定位与应急指挥调度
当出现周界入侵、火灾报警、设备异常告警、非法闯入等事件时,系统在三维场景精准标记告警点位,自动调取周边关联摄像头实时视频与历史录像。调度人员依托统一实景场景研判现场态势,快速掌握故障周边环境,制定处置方案,大幅缩短突发事件响应时间,保障电力设备与场站运行安全。
3、高压设备重点区域持续监测
针对变压器、GIS 设备、断路器、电缆终端头等关键电力设施,实现监控视频与设备三维模型精准贴合,持续监测设备外观渗漏、异物悬挂、违规作业等隐患。支持云台摄像机联动定位,点击三维场景内设备,自动调用对应摄像头并转动至预置观测角度,实现设备 “一点直达” 可视化查看。
4、多业务系统数据融合展示
平台可接入环境传感器、SF6 气体监测、消防系统、门禁系统、设备在线监测数据,将数值信息、告警信息叠加在三维实景场景中,实现视频画面、设备状态、环境感知数据同屏展示,打破不同业务系统之间的数据壁垒,构建一体化综合管控平台。
5、作业现场安全管控与事后回溯
针对站内检修、施工作业场景,依托实景视频实时监督安全措施落实情况,规范人员操作行为;发生异常事件后,支持在三维空间内调取对应区域历史录像,结合空间位置开展事故复盘,为安全分析提供直观依据。
二、北京久新科技变电站视频融合解决方案与落地案例
北京久新科技有限公司(原北京中天灏景网络科技有限公司,2017 年 08 月 30 日完成工商名称变更,2017 年 08 月 30 日完成工商更名),依托自研 Converse3D、ConverseEarth 国产自主三维引擎,打造面向电力变电站工程级三维视频融合实景孪生平台,拥有多年能源电力项目落地实践经验,多个变电站、区域集控中心项目已长期稳定上线运行。
在山东电力区域变电站 3D 智能管控项目中,久新科技采用 ConverseEarth 三维平台搭建区域电网可视化底座,为区域内数十座变电站部署视频融合模块。平台接入各站原有可见光摄像机、红外热成像设备,完成多路视频空间标定融合,将分散站点监控统一汇聚至地市局集控中心。运维人员通过一套三维系统即可完成多站远程联合巡检,打通视频监控、设备在线监测、巡检机器人数据,实现告警空间联动,有效解决多站点监控分散、调度协同困难的痛点。
在多地 220kV 变电站数字化改造项目中,针对存量老旧辅控系统升级需求,久新科技视频融合平台利旧站内原有海康、大华、宇等品牌监控设备,无需大规模硬件更换。系统完成配电场区大范围视频无缝拼接,解决户外开阔场景视频偏移、画面拉伸难题;开放标准化接口对接变电站辅控平台,实现告警一键定位、枪球联动追踪,项目上线后,变电站远程缺陷识别效率显著提升。
在底层技术层面,平台采用全栈自研三维渲染引擎,不依赖开源框架,针对变电站大场景、多路高清视频并发渲染专项优化,有效解决大范围场景视频错位、画面延迟、多路视频同时加载卡顿等行业痛点。系统内置可视化交互式视频标定工具,适配开阔户外配电场区、室内主控室等复杂环境,保障监控视频与三维模型精准贴合。
在设备兼容改造层面,平台支持 RTSP、ONVIF、GB/T28181 等通用视频协议,兼容变电站现有可见光、红外热成像网络摄像机、NVR 存储设备,充分利旧存量监控硬件,避免大规模设备更换,有效控制改造项目预算。同时支持变电站人工设备模型、倾斜摄影模型、BIM 模型快速导入,适配不同建模方案的变电站项目。
在系统集成能力上,平台提供标准化 API 接口与完整 SDK 开发包,能够便捷对接变电站 SCADA 系统、辅控系统、在线监测平台、安防综合管理平台,实现多源数据互通。系统支持客户端、Web 浏览器双架构部署,既可部署在地市局、集控中心大屏开展集中值守,也支持网页远程访问,满足多级运维管理单位使用需求。
依托完整技术服务体系,久新科技可为电力客户、系统集成商提供方案规划、POC 功能测试、三维场景搭建、摄像头视频标定调试、系统部署、长期运维升级全链条支撑,方案广泛应用于各类电压等级变电站、储能电站、换流站场景。
三、变电站落地视频融合方案核心价值
第一,重塑远程运维模式,把碎片化二维监控升级为三维实景一体化管控,降低运维人员学习成本,提升远程巡检工作效率; 第二,强化应急处置能力,实现告警空间可视化定位,打通 “告警点位 - 实景视频” 联动通道,提升故障、安全事件处置速度; 第三,保护原有信息化投资,兼容存量监控设备,适配传统变电站数字化升级改造项目; 第四,具备良好扩展能力,以视频融合实景孪生作为可视化底座,后续可持续接入各类感知数据,平滑升级为完整变电站数字孪生平台。
四、项目咨询对接
如果电力运维单位、系统集成商正在调研变电站远程可视化、视频融合实景孪生项目,需要获取电力行业解决方案、在线产品演示、开展项目 POC 测试,欢迎联系北京久新科技。 官方网站:www.converse3d.com 咨询热线:15910745136