三峡新能源光伏电场远程监控光纤KVM管理方案
中国三峡新能源(集团)股份有限公司(以下简称三峡能源,股票代码:600905)作为三峡集团新能源业务的战略实施主体,承载着发展新能源的历史使命。
近年来,三峡能源积极发展陆上风电、光伏发电,大力开发海上风电,探索推进储能、潮汐能等新业务。同时,投资与新能源业务关联度高、具有优势互补和战略协同效应的相关产业,基本形成了风电、太阳能、战略投资等相互支撑、协同发展的业务格局。截至2021年6月,三峡能源业务已覆盖全国30个省、自治区和直辖市,已并网风电、光伏以及中小水电装机规模超1600万千瓦,资产总额超1500亿元,盈利能力稳居国内同行业前列。
2021年6月,三峡能源正式在沪市主板上市,是国内电力行业历史上规模最大IPO,同时也是A股市值最高的新能源上市公司。
三峡能源正围绕“三步走”发展目标,始终坚持规模和效益并重,实施差异化竞争和成本领先战略,努力打造产业结构合理、资产质量优良、经济效益显著、管理水平先进的世界一流新能源公司,为服务国家"3060"目标贡献智慧和力量。
一:项目需求
四川三峡某光伏电场一共有20台电脑显示器,子越光伏电场和洛乌沟光伏电厂距离有20公里远,海拔4500米,条件艰苦。光伏电场和风电场各配一台光电交换机支持40公里传输,其中有20台电脑主机需要通过光纤传输在景泰风电场进行监控管理。主机分别为:ACC/AGG主机,监控主机,本地监控,稳控系统,光功率系统,视频监控系统。光功率系统和视频监控系统需要单独管理,不需要切换。为了能在子越光伏电场通过远程KVM管理监控洛乌沟风电场20台电脑,通过蓝博森光纤坐席IP分布管理系统DH5500系列可以远程配置显示器键盘鼠标就可以矩阵管理监控两个光伏电场的所有主机系统,实现远程监控矩阵坐席管理切换。无人管理,节省人力,方便后期扩容。
根据如上需求我们提供20台DH5501T光纤数字式KVM矩阵发射端和8台 光纤DH5501R 数字式KVM矩阵接收端,如需扩容只需配置相应的数字KVM发射端或者KVM接收端模块即可。通过远程键盘鼠标显示器可以随意切换管理操作光伏电场主机。
2.4 工程规模及实施内容
光伏电场监控系统2、光功率预测系统1、稳控系统1、AGC/AVC系统1、视频系统1等20台电脑输入信号以KVM方式接入方案
1、技术方案说明
本系统主要由三个部分组成:光伏电场有20个系统分别为监控系统、光功率预测系统、稳控系统、AGC/AVC系统、视频系统主机等20个电脑信号发送端,通过千兆以上光纤交换机用光纤网络连接风电场光纤KVM系统信号接收端。光伏电场KVM信号发送端用来连接电站各系统服务器设备的音视频及键鼠信号接口,风电KVM接收端用来连接远端光伏电场各系统的显示器和键鼠等输出终端设备;发射端通过双绞线或光纤线缆将获取到的服务器主机信号安全可靠地传输至连接在矩阵主机上的远端操作席位KVM信号接收端设备;矩阵主机提供多种综合信号快速实时的分配及切换处理,同时提供多终端和多用户复杂环境下的权限管理等功能,传输文件设备。同时风电场监控能实现鼠标的滑屏,推送。集中管理可实现可视化菜单管理,能方便准确切换要连接的主机信号,所有设备均采用光纤连接。
(1)AGC/AVC,监控主系统,监控备用系统,稳控系统 将信号发给分布式坐席KVM发射端,KVM发射端将信号传给交换机,交换机通过光模块将信号通过单模光纤传输到景泰风电场交换机,KVM接收端接收到交换机传来的信号,按照分布式KVM管理系统的配置策略,将相应的控制信号及画面传送给相应的控制终端或显示器。
(2)光功率系统将信号发给分布式KVM发射端,KVM发射端将信号传给交换机,交换机通过光模块将信号通过单模光纤传授到景泰风电场交换机,KVM接收端接收到交换机传来的信号,按照分布式管理KVM管理系统的配置策略,将相应的控制信号及画面传输到指定的显示器。
所有分布式节点先用网线连至接入层交换机,视接入层交换量配置合适的汇聚层(核心层)交换机,并将接入层交换机统一进行接入。利用交换机组建的局域网/运营商专网专网(专网500M带宽以上)即可将所有分布式节点纳入到一个统一的网络之中,从而实现大规模的任意信号交互,统一管理,轻松做到跨区域跨楼层的互联互通,并且及其方便后期进行扩容。
1:系统连接示意图

2.电话系统方案说明
1、光伏电场安装一台电话光端机发送端,采用一分二电话分线器一路原有接入电话线RJ-11
2、信号另一路接入电话光端机RJ-11输入口。
2、电话光端机发送端将输入信号转化成光信号从光纤传输到风电厂。
3、风电场安装一台电话光端机接收端,电话光端机接收端收到光纤传过来的信号,转化成
RJ-11电信号,此电信号通过RJ-11接口传入相应的录音电话机,相应电话机响铃接通。
电话系统连接示意图:

一套系统集成了分布式拼控、分布式坐席管理、分布式信号切换、分布式中控等多块功能,物理上为纯分布式部署、分布式组网架构, 可通过控制终端(一体机/平板电脑/PC)等实现对系统的可视化统一管理、统一调度,又可在坐席端严格划分权限,实现坐席管理系统的功能使用权限分级,实现坐席与大屏、坐席与坐席、坐席与信号源之间的互动,系统可实现多个物理区域音视频信号互联互通,集中管控, 亦可根据需求设置权限,相互独立;
数据信息传输系统:分布式输入节点采集音视频信号和主机 USB 数据之后,输入节点通过网线进入分布式系统的交换机,交换机网线再到分布式输出节点,输出节点信号线送至大屏、坐席显示器或其他显示设备,输出节点可安插上操作工位的鼠标键盘,可实现上墙显示画面的选择与控制以及可在桌面显示器对信息系统主机进行操作。分布式节点上带有 232 控制接口、485 控制接口、红外控制口,可对系统内支持中控控制的设备进行控制。
数据信息展示应用指挥系统:大屏显示系统支持 DVI、HDMI 等信号类型的 KVM 分布式输出节点的接入显示,通过分布式控制软件可对所有输入信号进行预览显示,然后可通过该软件实现信号推送上屏,任意分割,开窗漫游,图像叠加,任意组合显示,图像拉伸缩放以及各种大屏显示模式的设置保存调用等一系列功能。各个操作工位的桌面显示器对接 KVM 分布式输出节点连接信号线显示信息系统主机画面,每个操作工位配备一套鼠标键盘连接至 KVM 分布式输出节点的 USB 接口,操作鼠标键盘通过 OSD 菜单可快速接管各系统主机的信号,并可对其进行操作。
•高效性:
一套系统集成了分布式拼控、分布式坐席管理、分布式信号切换、分布式中控等多块功能,可多模块统一管理、统一调度,使系统组网变得更简单、高效;
•安全性:
系统为纯分布式架构,不依赖服务器,整个系统不存在集中式插卡式设备,任意单节点故障不影响其他通路,其他链路均可正常工作;
•经济性:
系统已经具备分布式拼控之功能,因此不必再单独建设拼控系统,节约了相关成本,同时也减少了可能的故障点;
•易扩容性:
系统为纯分布式架构,后续可根据项目规模变化任意扩充节点数量即可, 理论无上限,简单、便捷,扩容时无需中断系统,不存在割接等风险操作,只需将新增节点加入系统即可;
•易维护性:
系统为纯分布式架构,节点安装方式灵活,可上机柜安装,也可就近信号源以及显示设备安装,布线灵活,管理软件可对任意节点做日常维护工作,维护任意节点不影响全局;
➢一套系统具备分布式中控、分布式矩阵、分布式拼控、分布式坐席管理等多块功能;
➢可通过控制终端(一体机/平板电脑/电脑主机)等实现对系统的可视化统一管理、统一调度,实现任意视频信号源的画面预览、无缝上屏切换、拼接、分割、漫游等;又可在坐席电脑端严格划分权限,实现坐席管理系统的功能使用权限分级,实现坐席与大屏、坐席与坐席、坐席与信号源之间的互动;
➢根据实际需要,可选择将所有电脑主机放置机房,所有显示器放置办公区,中间通过网线连接,避免噪音干扰,实现人机分离, 远程访问;
➢坐席人员可使用单套键盘、鼠标管理多台 PC 主机和显示器,多台PC 主机(显示器)可通过鼠标进行快速切换接管、跨屏漫游;
➢坐席中任意一套键盘、鼠标可接管系统内的任意 PC 主机,系统内的所有 PC 主机组成云管控,实现便捷、高效管理;(可根据实际应用场景设置访问权限)
➢任意坐席人员可通过键盘快捷键将本显示器当前视频信号快速推送上大屏(特别是应对紧急、突发事件),可将紧急事件第一时间上屏汇报、供领导研判;
➢坐席之间可协同办公,任意坐席可将自身无法处理完成之任务事件或需要其他坐席共同完成之任务事件通过快捷键推送至其他坐席显示器处理;
➢在领导席或者监视席可实现单显示器可观看四路或者八路不同PC 主机信号,可用过鼠标点击进入当前显示的任意 PC 主机画面进入接管,操作。
实现严格的权限管理,领导席、班长席、普通坐席等不同级别应可分配不同等级操作管理权限;
1)信号预览
所有接入信号画面,可在控制终端实时预览,接入多少信号,即可预览多少信号。操作更加智能化,有效减少误操作的几率。
2)拖拉上屏
采用直观的拖拉方式进行信号的上屏。比如在界面上按会场的布局, 把大屏画在操作界面上,操作人员只需从预览中的信号,直接拉到界面中的大屏位置即可。并且在操作界面的大屏位置,马上同步也显示出视频信号,操作界面跟实际会场同步。
3)无缝切换
分布式 KVM 模块化产品所有信号的切换,均是无缝切换。这对于监控调度大厅、决策室等,都是非常关键的,特别是在多块屏幕组成的屏幕墙中,无缝切换的优点更是明显。 相比,非无缝的产品,每切换一次信号,屏幕会黑屏几秒,会引发很多不良的后果。
4)鼠标跨屏
单个管理员可同时管理多达几十台服务器,管理过程无需再手动切换鼠键.鼠标可以直接跨屏,直接往上下左右的显示器移过去。鼠标移到哪里,即自动接管哪台电脑。
5)OSD 快速切换
该方案中的接管与推送是一个非常简单快速的过程,没有传统的 KVM 切换器,而是使用键盘快捷键在屏幕 OSD(画中画)操作,推送与接管操作过程在 1 秒内可以完成,应急调度达到前所未有的速度,应急预案响应速度极高。
6)PUSH/GET 功能
接管(GET)意思是把某台服务器信号调取到管理者显示器进行操作。推送(PUSH)意思是把管理者当前显示器的画面推送到拼接大屏显示或者推送给其他管理员。
使用接管功能管理员能把某台服务器的信号接管到自己的显示器,从而进行操作,这个功能如常见的 KVM。接管与推送功能同时使用时, 管理员能把任意一路接入模块化系统的信号源快速调度到自己的显示器,并可快速推送到大屏或其他管理员显示器显示。
7)协作、安全机制
系统内所有控制传输采用独立安全协议。系统将有一个超级管理员, 他可创建多个管理员帐号,并分配不同的访问或操作权限,再下发给 管理员。达到有序有权限的系统管理。按需求还能实现离岗托管功能, 如某人需要离开岗位一段时间,他可设置一个临时密码把自己的管理 服务器推送交给另外一个管理员帮忙管理,他回来后可把权限收回来, 达到严密的无间的指挥管理。
a.单个席位功能描述:
1.数据信息快速抓取:坐席操纵员通过漫游鼠标即可分别接管对应主机信号,需要切换键盘鼠标控制相应主机时,只需将鼠标箭头漫游至对应电脑屏幕即可,保持操纵界面的简洁性。支持单排屏幕,双排或多排平面漫游切换。系统支持 OSD 快速屏幕显示操纵,操纵员敲击热键,即可接管所需电脑主机,实现全键盘操纵,可自由设定快捷访问,
2 秒内即可获得主机控制权。极大提高操纵员反应速度,做到数据信息快速抓取,及时响应。
2.数据信息及时共享:坐席指挥员可通过当前键盘鼠标,通过热键呼出 OSD 快捷操纵菜单,轻敲键盘,无需拼接器及额外操纵,即可将屏幕显示信号推上系统内任意拼接大屏的任意拼接块。实现数据信息共享,做到高效指挥。
3.数据信息安全隔离:操纵员无需安装任何 PC 软件,或接入自身网络接口进行坐席内容交互,导致业务系统与控制系统无法物理区隔。本系统业务网和控制网采用物理隔离方式,业务网无法通过任何方式连进控制网,保障控制网信息安全。做到数据信息安全隔离,安全指挥。
b.坐席之间功能描述:
1.数据信息即时交互:操纵员无需传统 KVM 矩阵繁琐操纵过程,直接热键呼出 OSD 快速菜单,以编号+热键即可即时接管所需主机(get 功能),当需要协作式,也可直接将当前操纵主机直接推送给其他坐席员或任意屏幕,实现任务移交,信息展示交流(push 功能)。短短几秒,几秒就能实现信息即时交互,实现联合作战。
2.数据信息严格权限:总指挥系可对各子坐席进行分组,按照实际需求不同席位可操纵主机及显示屏可不相同,使各坐席员只拥有与自己工作属性相关的主机及显示屏操纵权(权限分为全面控制,仅可观看, 不可访问,可同时具有获得一种或多种权限),做到严格权限分配,保障信息数据的保密性同时,加强了互协能力并各司其职,提高工作效率,做到精确指挥。
3.数据信息安全保密:控制网内,各坐席单元之间经由账号密码才能登陆,且密码等关键信息通过 Des 加密解密,保证网内人员即使截获数据也无法获取用户信息,或进行非法访问或控制,做到安全指挥。
极其友好的操作系统,现代感的设计界面,拖拉、缩放、移动等无与伦比的操作,不仅满足了用户的可视化操作需求,还具备了预览、反馈。
感知、态势跟踪等提升用户体验的功能。

所有接入系统的视频流,均可以在操控端自动发现、并以固定视频预览框的方式预览活动视频。
拖拽视频信号到虚拟拼接墙即可实现信号在物理拼接屏上显示; 拖动预览信号到虚拟拼接墙之外即可删除该信号。
● 输入 / 出节点的作用是对数据进行解码并进行图像最终显示效果的处理, 信号支持 DVI、HDMI、VGA。增加或者减少节点不会影响其他节点工作。节点通过网线和网络交换机相连。
● 统具备交互式控制和显示功能:
a) 在 PAD 端可预览所有单元发出的视频;
b)可以将视频在 PAD 上的虚拟拼接屏进行拼接、层叠,对应的物理拼接屏
实现和 PAD 完全一样的视频组合方式,所见所得; c)PAD 可感知单元控制的设备的状态和数据; d)PAD 可在视频预览框直接对设备进行控制 ; e)PAD 端能预览海康、大华等主流 IPC 视频。
● 系统为完全分布式结构,无服务器。系统中任意一个单元断电,均不影响系统继续运行,仅影响该单元对应的局部功能。
● 系统具备严格的权限控制能力:在可编程人机界面上,管理员可独立创建和删除用户,并对其控制行为进行严格区隔,对用户进行授权管理。管理员也能修改自己和其他用户的密码。管理员上述管理能力完全不需要制造商、系统集成商参与即可在可编程界面上完成,仅存储于本地,操作过程无需联网,安全保密。
● 云中控功能。系统可配备多个运算单元,并组成控制云。任意一个单元发生意外情况,其他运算单元能无缝接管控制权限,包括人机界面状态、历史动作等均可无缝衔接,用户完全无法感觉逻辑单元发生了改变。该功能特别适用于高可靠性场合。
● 每个单元均具备音频、视频、控制的双向交互能力:即可将本地高清视频编码回传,同时可并行解码 64/16 路多画面,其他单元的信号任意拼接、缩放(scale)输出。
● 强大的音频处理能力:
a) 每个单元音频和视频分开独立传输;
b) 每个单元输出音频可以指定任意一路音频流,达到音视频既可同源,也可不同源;
c) 每个单元具备模拟音频输入接口,传输的音频可以为 HDMI 音频解嵌, 也可以为模拟音频输入;
d) 每路音频可通过无极旋钮或者指令控制音量大小。
● 每个单元具备既可以受控发送 RS232/RS485 信号、红外信号和 IO 信号,也能获取 RS232 信号和 IO 信号发送到逻辑运算单元进行预定动作, 并能反馈到操作 PAD 上。
● 可多个控制端同时控制,多个控制端不论视频画面、反馈信息等均完全同步。
● 鼠标、键盘、漫游切换
操作员前方显示屏上可分别接入多个主机信号,当需切换鼠标键盘控制的目标电脑时,仅需移动鼠标到相应的显示器,就如电脑扩展桌面一样方便。过去操作的多键盘多鼠标的凌乱操作界面不复存在,也无需额外发送指令进行KVM 切换操作,DS KVM 节点保持了操作环境的简洁性。多屏间无缝连接单鼠标键盘控制给操作者带来无缝连接的舒适体验,从而达到工作效率的最大化。鼠标键盘可以单排屏幕切换,双排或多排平面漫游切换。
● OSD 快速屏幕显示操作
当敲击键盘设定热键,即可在当前鼠标 / 键盘所在屏幕跳出 OSD 快捷操作菜单,并可使用热键快速完成操作,实现全键盘快捷键操作。设定快捷访问按键后,两秒内即可获取控制权 / 控制信号 / 推送信号,极大提高了操作员反应速度(全键盘操作),并大大减小工作人员的工作量。
● PUSH / PULL
操作员无需传统 KVM 矩阵操作过程,就能执行快速操作:敲击鼠标键盘热键出现 OSD 快捷菜单后,以自定义主机编号 + 热键即可接管 / 监视目标主机(PULL 功能);或者将当前正在操作的信号推送到自定义显示屏(协作坐席操作员屏幕、大屏幕、大屏幕的任意一个拼接图块上),从而实现任务移交 / 信息展示交流等功能(PUSH 功能)。
●可进行信号拼接并将推送上大屏幕
●无需拼接器,即可实现大屏幕信号拼接功能。并可在任意坐席将当前显示屏信号推送到拼接器上的任意拼接块,无需任何额外操作。
●业务网和控制网分离的物理隔离机制
●不同于部分将软件安装于 PC,并用 PC 自身网络接口进行坐席内容交互, 导致业务系统和控制系统无法物理区隔的坐席指挥系统,本系统业务网和控制网物理上完全隔离,业务网无法通过任何方式连入控制网,从而保证控制网信息安全。
6.现场图片




