變電站數字化智能巡視系統架構及管理

電力建設對社會(huì )經(jīng)濟有著(zhù)明顯的拉動(dòng)作用，是一項重要基礎產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，是我國國民經(jīng)濟穩定發(fā)展的重要保障和前提。近年來(lái)，中國電力行業(yè)迅速發(fā)展，行業(yè)規模大幅增長(cháng)，在5G、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的影響下，中國電力行業(yè)進(jìn)入了轉型升級的新時(shí)期。

數字化智能巡視系統

——系統架構及管理 ——

隨著(zhù)“雙碳”政策目標的提出，能源結構向清潔低碳轉型，電力供給側結構性改革加速——火電進(jìn)一步實(shí)施“上大壓小”，淘汰落后產(chǎn)能；水電加強全流域管理，發(fā)揮蓄能價(jià)值，保持平穩增長(cháng)。與此同時(shí)，國家繼續大力發(fā)展風(fēng)電、光伏，提高新能源消納和存儲能力，構建以新能源為主體的新型電力系統。

目前，新型電力系統的建設已經(jīng)成為電網(wǎng)企業(yè)的工作重心。變電站是電網(wǎng)的節點(diǎn)，承擔著(zhù)電壓變換、功率分配等重要功能，是電力運行安全的關(guān)鍵環(huán)節，隨著(zhù)大規模新能源的接入，變電站的控制要求和安全水平必將面臨著(zhù)新的挑戰。

- 運維工作量持續增長(cháng)

- 運行環(huán)境日趨復雜

- 變電站無(wú)人值守的需求

關(guān)于系統

#變電站數字化智能巡視系統#

數字化智能巡視系統是將數字化、智能化與變電站巡檢業(yè)務(wù)融合一體的技術(shù)形態(tài)，是兼顧安全、質(zhì)量和效率，以“高清視頻+機器人+無(wú)人機”開(kāi)展設備外觀(guān)和紅外巡視，以“在線(xiàn)監測+數字化表計”開(kāi)展設備內部運行狀態(tài)檢測，構建設備“外部狀態(tài)可觀(guān)、內部狀態(tài)可測”的全方位智能巡視體系。其實(shí)質(zhì)是通過(guò)引入傳感、通信和數字化等技術(shù)，研發(fā)高效的檢測裝備，提高巡檢的有效性和準確性；通過(guò)研發(fā)紅外熱像儀、巡檢機器人、無(wú)人機等自主化巡檢裝備，開(kāi)發(fā)機器代人的相關(guān)技術(shù)，提高巡檢工作安全性和時(shí)效性；通過(guò)開(kāi)展人機協(xié)同、信息互通和人工智能，建立智能化的巡檢系統，提高巡檢工作的綜合效率。

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3D場(chǎng)景可視化展現

通過(guò)多維數據展示與管理，統一監管站內各種軟硬件系統和設備，提供直觀(guān)、高效便捷、節能的管理環(huán)境。三維立體展現更具有嵌入效應且數據更直觀(guān)體現在空間部分，以虛擬現實(shí)全景仿真再現，360°旋轉、多角度切換、高空視角、第一人稱(chēng)視角、自動(dòng)漫游與巡檢，全方位總覽數據中心全貌及狀態(tài)。同時(shí)可以在日常工作環(huán)境中，對各種設備微環(huán)境進(jìn)行有效全景監測。

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AR實(shí)景監視

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實(shí)時(shí)虛擬圖像與實(shí)景圖像疊加，虛實(shí)融合人機交互，增強系統現實(shí)技術(shù)基礎。

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200萬(wàn)像素高分辨率

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長(cháng)距離清晰成像。

智能感知

使用電力設備紅外熱像智能識別專(zhuān)利技術(shù)完成對電力設備部件級別的自動(dòng)監測；

利用紅外在線(xiàn)系統、機器人系統、高清視頻系統、聲紋采集裝置等方式聯(lián)合采集巡視數據，完成變電站全面運行數據采集，構建數字化變電站數據基礎。

智能巡視

視頻畫(huà)面具備AR全景拼接功能，整體大范圍監控的同時(shí)兼顧局部細節聯(lián)動(dòng)，以畫(huà)中畫(huà)形式展示低點(diǎn)攝像機視頻，做到可查詢(xún)/可搜索/可定位/可描述/可報警/可聯(lián)動(dòng)，大大改善現有監控系統的應用模式；

表計識別、設備外觀(guān)識別功能完成30類(lèi)電力設備工作狀態(tài)分析，25類(lèi)圖像識別典型缺陷識別，另具備設備工作溫度狀態(tài)巡視及聲紋分析功能，有效代替人工完成現場(chǎng)巡視工作。

智能安全

人臉識別、車(chē)輛控制等多重功能全站式覆蓋，實(shí)現真正意義上的全站智能化管理。

行為分析功能：人員奔跑/聚集/激烈運動(dòng)/倒地，越界偵測，區域入侵，進(jìn)入/離開(kāi)區域；

崗位分析功能：玩手機/睡崗/離崗/滯留/多人值崗人數異常;

異物識別功能：視野范圍內出現垃圾袋，鳥(niǎo)巢等異物主動(dòng)識別判定；

安全帽檢測（關(guān)聯(lián)人臉）：人臉檢測、人臉對比（50萬(wàn)名單庫）、未戴安全帽、抽煙檢測等。

系統架構

#【智巡為主·人巡為輔】變電運維巡視新模式#

數字化智能巡視系統部署在變電站站端，完善站內全面感知手段，主要由巡視主機、輪式機器人、掛軌機器人、高清攝像機、無(wú)人機及聲紋監測裝置等組成，集設備狀態(tài)感知、環(huán)境動(dòng)力、圖像采集、聲紋采集等功能于一體。

正常工作狀態(tài)下，巡視主機下發(fā)控制、巡視任務(wù)等指令，由機器人、攝像機和無(wú)人機開(kāi)展室內外設備聯(lián)合巡視作業(yè)，對現場(chǎng)設備狀態(tài)和環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將巡視數據、采集文件等上送到巡視主機；巡視主機與智能分析主機對采集的數據進(jìn)行智能分析，開(kāi)展健康狀態(tài)評估、趨勢分析，由閾值判別提升為趨勢追蹤，大幅提高設備缺陷發(fā)現的及時(shí)率和準確率，實(shí)時(shí)診斷設備狀態(tài)并形成巡視結果和巡視報告。

巡視系統具備獲取與巡視相關(guān)的狀態(tài)監測數據與動(dòng)力環(huán)境數據、與主輔設備監控系統智能聯(lián)動(dòng)等功能，有效替代人工巡視，減少了主設備過(guò)度檢修的管理弊端，大幅提高了設備的運行壽命。

# 巡視主機具備雙網(wǎng)口和設置獨立網(wǎng)段，信息安全符合GB/T36572的要求。

系統管理

#綜合狀態(tài)感知#

數據采集功能

數字化智能巡視系統具備運行環(huán)境數據采集、巡視數據采集、系統自身狀態(tài)數據采集三項數據采集功能，實(shí)現對設備的全方位狀態(tài)數據采集——

微氣象設備采集室外大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓等微氣象數據；

動(dòng)環(huán)設備采集室內溫濕度和O?、SF6等氣體檢測數據；

機器人、無(wú)人機、攝像機、聲紋監測、設備狀態(tài)檢測等方式聯(lián)合采集可見(jiàn)光視頻及圖像、紅外圖像、聲紋等巡視數據；

通過(guò)系統采集機器人/無(wú)人機/攝像機/硬盤(pán)錄像機的狀態(tài)信息，攝像機/硬盤(pán)錄像機包括工況信息，設備在線(xiàn)狀態(tài)、存儲狀態(tài)，機器人及無(wú)人機（運行信息/任務(wù)執行信息/工作狀態(tài)/異常告警信息等）數據。

任務(wù)管理功能

自由設定巡視任務(wù)的功能。即數字化智能巡視系統可按照要求對設備開(kāi)展相關(guān)巡視工作——

根據巡視要求自由設置檢修區域、巡視點(diǎn)位、巡視周期、巡視類(lèi)型，并可設置立即執行/定時(shí)執行/周期執行三種方式；

設置視頻識別（靜默監視）任務(wù)在非巡視任務(wù)執行期間對制定設備或通道按照不大于2min/次的頻率進(jìn)行監視，并對異常情況進(jìn)行及時(shí)告警；

存在多個(gè)任務(wù)并行時(shí)，系統能根據設置的人物類(lèi)型，判斷執行優(yōu)先度。在新任務(wù)執行完畢后，恢復之前暫停任務(wù)繼續執行。

所有巡檢任務(wù)完成后均有資料存檔，供運維人員查詢(xún)展示。

巡視監控功能

系統監控巡視任務(wù)清單以樹(shù)形/列表方式進(jìn)行展示，通過(guò)不同顏色標識任務(wù)狀態(tài)。對于正在執行的任務(wù)能夠實(shí)時(shí)顯示巡視任務(wù)詳細信息，如巡視點(diǎn)位總數、如巡視點(diǎn)位總數、巡視點(diǎn)位完成情況、采集的數據、分析結果及告警、整體執行進(jìn)度等，方便運維人員實(shí)時(shí)掌握執行情況并進(jìn)行任務(wù)執行、暫停、停止、調整等操作。

實(shí)時(shí)監視功能

在未執行巡檢任務(wù)時(shí)，運維人員可以通過(guò)調用攝像機進(jìn)行站內設備監視。監視界面以樹(shù)形列表方式顯示監控設備列表，并按照在線(xiàn)/離線(xiàn)狀態(tài)進(jìn)行過(guò)濾，運維人員可直接調閱攝像機和機器人畫(huà)面；

視頻畫(huà)面上能實(shí)現云臺控制、可見(jiàn)光視頻控制、紅外視頻控制、聲紋控制等控制功能，可以使用1/4/9/16/全屏以及多畫(huà)面輪巡等多種方式顯示；

攝像機能夠設置守望位，在一定時(shí)間內未收到人工控制命令時(shí)，自動(dòng)回歸守望位，同時(shí)監視數據存檔并可查詢(xún)和回放。

數據分析功能

數據實(shí)時(shí)分析功能是指在巡視過(guò)程中系統通過(guò)現場(chǎng)缺陷圖像識別、異常圖像判別、視頻識別（靜默監視）和紅外圖普分析等功能，對設備本體及附件、運行環(huán)境的智能分析和故障診斷，按照“一般”-“嚴重”-“危機”區分告警等級并將分析結果上送的功能。

巡視完畢后，數字化智能巡視系統會(huì )對巡視數據進(jìn)行整體分析，形成巡檢報告，展示巡視整體情況、告警內容、缺陷或異常圖像，同時(shí)實(shí)時(shí)鏈接監控畫(huà)面。經(jīng)人工審核確認后，生成最終版巡視報告，并將巡視數據上傳至上級系統相應記錄。系統可按照運維人員要求對歷史巡視數據進(jìn)行指標統計、對比分析，最終根據需要生成分析報表。

智能聯(lián)動(dòng)

系統獲取主輔設備監控系統監測數據，整合主輔設備監控信息，出現異常時(shí)自動(dòng)調用相關(guān)裝備進(jìn)行工作，減輕運維人員工作負擔。主設備出現遙控預置信號、主設備變位信號、越限信號和告警信號時(shí)，輔助設備出現報警信號/越限信號/狀態(tài)變化信號時(shí)，系統將自動(dòng)聯(lián)動(dòng)攝像機進(jìn)行觀(guān)察確認；出現水浸監測報警、水位狀態(tài)越限時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)對應抽水裝置，從而實(shí)現主輔設備與巡視系統的聯(lián)動(dòng)功能。

其他功能

臺賬管理功能 -對系統軟件、機器人、無(wú)人機、視頻設備、聲紋監測裝置等進(jìn)行管理；

系統配置功能 -配置告警閾值、巡視計劃、標準巡視點(diǎn)位等信息，配置角色管理權限；

算法增量式更新功能 -上級系統下發(fā)算法鏡像/模型/程序和配置文件等更新信息，巡視主機自動(dòng)接收信息并轉發(fā)給智能分析主機，由智能分析主機對本地算法進(jìn)行增量式更新，不同源算法之間具有可替換性，且算法替換后不影響系統正常運行；

系統自檢功能 -對系統整體和各個(gè)組件進(jìn)行自檢，確保設備狀態(tài)良好，點(diǎn)位預置位無(wú)偏移。

審核編輯：黃飛

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