CN105790436A - 基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，包括远端办公室、中心变电站和若干变配电站，所述中心变电站内架设有web服务器和数据库服务器；所述中心变电站和每个所述变配电站内均设置一台应用程序服务器和一辆远程巡视小车，所述中心变电站内的应用程序服务器、web服务器和数据库服务器共用一台服务器级计算机；每个所述变配电站内的所述应用程序服务器和远程巡视小车通过相应的变配电站内的无线局域网进行通讯，每个所述变配电站内的应用程序服务器通过内部有限网络与所述中心变电站内的web服务器进行通讯。本发明的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，可以有效减少变配电站运维、巡检工作的人力成本，并保障了工作人员的安全。
Description
技术领域
本发明主要涉及电力系统巡视技术、通信技术、互联网技术三个技术领域，具体涉及一种基于LabVIEW的B/S(浏览器/服务器)架构变配电站远程巡视系统。
背景技术
随着我国电力工业的不断发展，电力网络规模不断扩大，网架结构日益复杂。作为电网的枢纽，变电站在电力系统中发挥了至关重要的作用。在现代电力系统中，变电站已基本摆脱了有人值班的管理模式，利用自动化技术逐步实现了无人值班。当前，变电站数量大幅增加，分布更加分散，设备容量显著提升，因此对变电站的运行管理提出了更高的要求。采用先进的技术加强对变电站的监视测控，对提高变电站的智能化水平和提升变电站运行水平具有重要的意义。
现代社会对电能的依赖性越来越高，这同时也对供电设备的可靠性提出了越来越高的要求，在重负荷情况下尤甚。变电站作为智能电网输电，配电系统的重要环节，对变电站中各类电气设备实时状态监测，并做出早期预警，可以有效地提高变电站电气设备的运行可靠性，减少设备的运行维护成本，延长设备的使用寿命，减少事故发生率，具有重要的生产意义。
目前，无人值班变电站内的设备信息通过测控装置集中到调度中心，原来由现场人员担任的监控职能，现在通过变电站的遥测、遥信、遥调和遥控功能得以实现。然而，随着电力事业的飞速发展，对变电站内设备的监控己不仅仅满足于“四遥”功能中所涉及的数字式和简单图形化的监控。调度和运维人员越来越迫切希望能够通过更加丰富的监测手段和视频图像实现对变电站内全设备及全环境的监视。
遥视功能是对“四遥”的进一步补充和完善，视频监控系统能够支持相关人员及时直观了解变电站现场的情况，为控制中心操作人员提供变电站现场图像，并对火灾、外人入侵等报警检查。然而，遥视系统中视频设备固定，监视存在盲点，有线网络通信带宽不足，制约了变电站远程监视的推广应用。为了解决当前变电巡视和事故处理中的短板问题，保证变电站设备的安全可靠运行，更快地推进变电站无人值守的进程，利用智能移动机器小车完成电站设备的远程巡视，成为解决这一问题的有效手段。
随着无线通信技术和互联网技术的高速发展，工作人员通过办公室里的个人电脑远程操作和监控变配电站里的机器小车已具备可行性。同时机器小车的控制技术也日臻成熟，逐渐解决了狭窄空间无法转向、无法代替人眼观察高空物体、无法自动充电等问题也出现了技术思路。这样的技术背景下，基于LabVIEW虚拟仪器的B/S(浏览器/服务器)架构变配电站远程巡视系统被开发出来。
经过对现有技术的检索发现，发明专利公开号CN105252515A，公开日2016.01.20，《基于继电小室有限弯道的室内多维轨道式智能巡视机器人》公开了一种适用于继电室的轨道式巡视机器人，它固定在移动平台上，移动平台通过电力拖动在固定轨道上滑动，所述驱动机构与上位机连接，实现对机器平台的控制；巡检机器人本体上设有云台，云台上设有检测组件，同时移动平台下方还设有多连杆抓取装置。该现有技术与本发明相比的不足在于：该技术方案只能在预先铺设的固定轨道上运行，如果巡视目标有所变化，比如，需要额外监视一个表计，或者想对巡检过程进行简化即跳过某些项目，都需要对固定轨道进行重新架设，在工程实际中可行性较低，长期使用可能导致巡检过程过于僵化而缺乏实用性。
公开号CN105108728A，公开日2015.12.02的发明专利“一种专用于变电站电缆沟的巡检机器人”公开了一种用于电缆沟中的巡检机器人装置，包括适合沟内行驶的履带小车、摄像头、照明灯、减震部件、防撞部件等，通过无线网络与上位机连接，由上位机进行控制和监控。除开应用环境相关的差异，该现有技术与本发明相比的不足在于：首先，巡检小车与上位机使用无线网络相连，限制了上位机的架设地点，工作人员虽然避免了亲自进入电缆沟，但仍需在工作场所进行操作；其次，该巡检系统的记录方式仅设置了拍照这种形式，未考虑相关的表格、数据记录，在实际的记录工作和检索工作上还可以进一步完善。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，可以有效减少变配电站运维、巡检工作的人力成本，并保障了工作人员的安全。
实现上述目的的技术方案是：基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，包括远端办公室、中心变电站和若干变配电站，所述中心变电站内架设有web服务器和数据库服务器；所述中心变电站和每个所述变配电站内均设置一台应用程序服务器和一辆远程巡视小车，其中：
所述中心变电站内的应用程序服务器、web服务器和数据库服务器共用一台服务器级计算机，所述中心变电站内的数据库服务器、web服务器、应用程序服务器和远程巡视小车依次相连；
每个所述变配电站内的所述应用程序服务器和远程巡视小车通过相应的变配电站内的无线局域网进行通讯，每个所述变配电站内的应用程序服务器通过内部有限网络与所述中心变电站内的web服务器进行通讯；
所述远端办公室的巡检人员使用个人电脑的浏览器登陆所述web服务器，选择需要进行巡视工作的中心变电站或某个变配电站，远程操作位于该站点内的远程巡视小车进行移动、升降、观察和拍摄，在web服务器的页面中选择本次巡视项目并填写相应工作单；同时，巡检人员还可以查询各个站点的历史巡视记录，该历史巡视记录包括历史工单记录、历史照片记录和历史数据绘图记录。
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述应用程序服务器采用LabVIEW提供的虚拟仪器，提供远程巡视小车的嵌入式系统的程序编译并充当远程巡视小车运行时的上位机，所述应用程序服务器采用了底层通讯、顶层交互的双层架构，所述应用程序服务器和相应的远程巡视小车使用外部wifi信号进行通讯。
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述Web服务器采用开源的ApacheTomcatv7.0，Web服务器的程序采用Java语言编写，Web服务器的框架使用基于Maven架构的Spring或Hibernate，实现所述应用程序服务器的接入及转发、业务层操作和数据库操作。
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述数据库服务器采用关系型数据库MySQL，所述数据库服务器与web服务器交互的方式是基于ORM技术的HibernateJPA，将持久层和业务层分开管理。
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述web服务器拥有身份验证页面、远程巡视页面、分项生成工单页面、工单填写页面和历史工单查询页面；所述web服务器还具有历史数据绘图功能、生成excel表单功能和历史照片查询功能。
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述变配电站内的无线局域网的架设可采用多路由器桥接模式。
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述远程巡视小车包括铝合金机身；
所述铝合金机身呈圆柱形；
所述铝合金机身的前侧设置有车身电极；
所述车身电极呈弧形，所述车身电极的上部设置有绝缘盖；
所述铝合金机身的底端均布三个轮子，每相邻的两个所述轮子之间的夹角呈120度，每个所述轮子上均设置有垂直拖动轮；
所述铝合金机身的侧面设置有扬声器和若干红外传感器；
所述铝合金机身的顶端设置有升降杆，所述升降杆的顶端设置有高清摄像头；
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述远程巡视小车在充电室充电，所述充电室包括引导装置、缓冲海绵和固定电极，其中：
所述引导装置采用绝缘板材制成；
所述固定电极设置在所述引导装置的侧壁上，
所述缓冲海绵设置在所述固定电极和引导装置之间；
所述远程巡视小车充电时，通过所述高清摄像头远程操作所述远程巡视小车车驶入充电室，所述远程巡视小车以较大的容错率驶入所述引导装置，当所述车身电极和固定电极接触后，挤压所述缓冲海绵，实现车身电极和固定电极的良好接触。
上述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其中，所述较大的容错率是指通过高清摄像头远程操作远程巡视小车车驶入充电室时，允许车身电极和固定电极在横向50cm范围内任意点进行接触，车身电极和固定电极的接触角度允许正负30度。
与现有技术相比，本发明的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统的优势在于，采用先进可靠的嵌入式、互联网、通讯技术实现了变配电站的远程“无人”巡视，为变配电站运维人员实时监控电力一次、二次设备运行工况并及时发现设备异常或安全隐患提供了强有力的平台支持，可以有效减少变配电站运维、巡检工作的人力成本，并保障了工作人员的安全，具有极大的工程实用性和经济效益。
附图说明
图1为本发明的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统的结构示意图；
图2为web服务器的页面流程图；
图3为远程巡视小车的仰视图；
图4为远程巡视小车的侧视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图1和图2，本发明的最佳实施例，基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，包括远端办公室20、中心变电站30和若干变配电站40，中心变电站30内架设有web服务器501和数据库服务器502；中心变电站30和每个变配电站40内均设置一台应用程序服务器503和一辆远程巡视小车504。
中心变电站30内的应用程序服务器503、web服务器501和数据库服务器502共用一台服务器级计算机即中心站服务器301，以达到节省硬件设备的目的。中心变电站30内的数据库服务器502、web服务器501、应用程序服务器503和远程巡视小车504依次相连；
每个变配电站40内的应用程序服务器503和远程巡视小车504通过相应的变配电站40内的无线局域网进行通讯，每个变配电站40内的应用程序服务器503通过内部有限网络与中心变电站30内的web服务器501进行通讯；变配电站40内的无线局域网的架设可采用多路由器桥接模式，以达到全站无死角覆盖。
本发明的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，在使用时，远端办公室20的巡检人员201使用个人电脑的浏览器登陆web服务器501，选择需要进行巡视工作的中心变电站30或某个变配电站40，远程操作位于该站点内的远程巡视小车504进行移动、升降、观察和拍摄，在web服务器501的页面中选择本次巡视项目并填写相应工作单；同时，巡检人员201还可以查询各个站点的历史巡视记录，该历史巡视记录包括历史工单记录、历史照片记录和历史数据绘图记录。
应用程序服务器503采用LabVIEW提供的虚拟仪器，提供远程巡视小车504的嵌入式系统的程序编译并充当远程巡视小车504运行时的上位机，应用程序服务器503采用了底层通讯、顶层交互的双层架构，应用程序服务器503和相应的远程巡视小车504使用外部wifi信号进行通讯。
Web服务器501采用开源的ApacheTomcatv7.0，Web服务器的程序采用Java语言编写，Web服务器501的框架使用基于Maven架构的Spring或Hibernate，实现应用程序服务器503的接入及转发、业务层操作和数据库操作。
数据库服务器502采用web应用最常用的关系型数据库MySQL，数据库服务器502与web服务器501交互的方式是基于ORM技术的HibernateJPA，将持久层和业务层分开管理。
web服务器501拥有身份验证页面、远程巡视页面、分项生成工单页面、工单填写页面和历史工单查询页面；web服务器还具有历史数据绘图功能、生成excel表单功能和历史照片查询功能。
web服务器501页面的软件流程是：首先进行身份认证，拥有权限的用户允许进入站点选择；根据巡视目的，选择相应的变电站或配电站；远程巡视操作和数据操作是同页并行的，即用户可以同时操作巡视小车进行远程巡视和使用web页面提供的配套信息化工具。远程巡视操作包括远程巡视小车504的各个方向移动、原地旋转，升降杆升降，摄像头拍照和录像。数据操作是指采用信息化手段代替传统纸质数据采集的方式，首先选择巡视项目，如巡视的设备仓；针对选定的巡视项目，操作人员可以在线填写工单，查询历史工单，或利用历史数据绘制图表。
请参阅图3和图4，远程巡视小车包括铝合金机身8；铝合金机身8呈圆柱形；铝合金机身8的前侧设置有车身电极3，车身电极3为双层电极；车身电极3呈弧形，车身电极3的上部设置有绝缘盖4，绝缘盖4用于防止车身电极3接触站内的柜体或墙体；铝合金机身8的底端均布三个轮子1，每相邻的两个轮子1之间的夹角呈120度，每个轮子1上均设置有垂直拖动轮2；铝合金机身8的侧面设置有扬声器10和若干红外传感器9；铝合金机身8的顶端设置有升降杆11，升降杆11的顶端设置有高清摄像头12；
远程巡视小车在充电室充电，充电室包括引导装置7、缓冲海绵6和固定电极5，引导装置7采用绝缘板材制成；固定电极5设置在引导装置7的侧壁上，缓冲海绵6设置在固定电极5和引导装置7之间；远程巡视小车充电时，通过高清摄像头12远程操作远程巡视小车车驶入充电室，远程巡视小车以较大的容错率驶入引导装置7，当车身电极3和固定电极5接触后，挤压缓冲海绵6，实现车身电极3和固定电极5的良好接触。较大的容错率是指通过高清摄像头12远程操作远程巡视小车车驶入充电室时，允许车身电极3和固定电极5在横向50cm范围内任意点进行接触，车身电极3和固定电极5的接触角度允许正负30度。
本发明的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，在使用时，远程巡视的详细流程如下：
(1)电力系统运维人员在可以访问内网的任何办公室内，使用计算机登陆固定IP地址的web应用主页，进行身份验证；
(2)登陆成功后，选择需要进行巡视工作的某个变电站或配电站；
(3)远程操作位于该站点内的巡视机器小车进行移动、升降、观察、拍摄；
(4)同时在页面中选择本次巡视项目并填写相应工作单，存储到数据库服务器中；
(5)工作人员还可以调取各个站点过去的巡视记录，包括工单记录、照片记录，并使用web应用提供的绘图功能整理历史数据。
综上所述，本发明的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，采用先进可靠的嵌入式、互联网、通讯技术实现了变配电站的远程“无人”巡视，为变配电站运维人员实时监控电力一次、二次设备运行工况并及时发现设备异常或安全隐患提供了强有力的平台支持，可以有效减少变配电站运维、巡检工作的人力成本，并保障了工作人员的安全，具有极大的工程实用性和经济效益。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (9)
1.基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，包括远端办公室、中心变电站和若干变配电站，所述中心变电站内架设有web服务器和数据库服务器；所述中心变电站和每个所述变配电站内均设置一台应用程序服务器和一辆远程巡视小车，其中：
所述中心变电站内的应用程序服务器、web服务器和数据库服务器共用一台服务器级计算机，所述中心变电站内的数据库服务器、web服务器、应用程序服务器和远程巡视小车依次相连；
每个所述变配电站内的所述应用程序服务器和远程巡视小车通过相应的变配电站内的无线局域网进行通讯，每个所述变配电站内的应用程序服务器通过内部有限网络与所述中心变电站内的web服务器进行通讯；
所述远端办公室的巡检人员使用个人电脑的浏览器登陆所述web服务器，选择需要进行巡视工作的中心变电站或某个变配电站，远程操作位于该站点内的远程巡视小车进行移动、升降、观察和拍摄，在web服务器的页面中选择本次巡视项目并填写相应工作单；同时，巡检人员还可以查询各个站点的历史巡视记录，该历史巡视记录包括历史工单记录、历史照片记录和历史数据绘图记录。
2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述应用程序服务器采用LabVIEW提供的虚拟仪器，提供远程巡视小车的嵌入式系统的程序编译并充当远程巡视小车运行时的上位机，所述应用程序服务器采用了底层通讯、顶层交互的双层架构，所述应用程序服务器和相应的远程巡视小车使用外部wifi信号进行通讯。
3.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述Web服务器采用开源的ApacheTomcatv7.0，Web服务器的程序采用Java语言编写，Web服务器的框架使用基于Maven架构的Spring或Hibernate，实现所述应用程序服务器的接入及转发、业务层操作和数据库操作。
4.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述数据库服务器采用关系型数据库MySQL，所述数据库服务器与web服务器交互的方式是基于ORM技术的HibernateJPA，将持久层和业务层分开管理。
5.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述web服务器拥有身份验证页面、远程巡视页面、分项生成工单页面、工单填写页面和历史工单查询页面；所述web服务器还具有历史数据绘图功能、生成excel表单功能和历史照片查询功能。
6.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述变配电站内的无线局域网的架设可采用多路由器桥接模式。
7.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述远程巡视小车包括铝合金机身；
所述铝合金机身呈圆柱形；
所述铝合金机身的前侧设置有车身电极；
所述车身电极呈弧形，所述车身电极的上部设置有绝缘盖；
所述铝合金机身的底端均布三个轮子，每相邻的两个所述轮子之间的夹角呈120度，每个所述轮子上均设置有垂直拖动轮；
所述铝合金机身的侧面设置有扬声器和若干红外传感器；
所述铝合金机身的顶端设置有升降杆，所述升降杆的顶端设置有高清摄像头；
8.根据权利要求7所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述远程巡视小车在充电室充电，所述充电室包括引导装置、缓冲海绵和固定电极，其中：
所述引导装置采用绝缘板材制成；
所述固定电极设置在所述引导装置的侧壁上，
所述缓冲海绵设置在所述固定电极和引导装置之间；
所述远程巡视小车充电时，通过所述高清摄像头远程操作所述远程巡视小车车驶入充电室，所述远程巡视小车以较大的容错率驶入所述引导装置，当所述车身电极和固定电极接触后，挤压所述缓冲海绵，实现车身电极和固定电极的良好接触。
9.根据权利要求8所述的基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统，其特征在于，所述较大的容错率是指通过高清摄像头远程操作远程巡视小车车驶入充电室时，允许车身电极和固定电极在横向50cm范围内任意点进行接触，车身电极和固定电极的接触角度允许正负30度。
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| CN201610132514.1A Pending CN105790436A (zh) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | 基于LabVIEW的B/S架构变配电站远程巡视系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105790436A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106292671A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-04 | 上海永乾机电有限公司 | 一种多点分布集中控制巡检系统 |
| CN107538506A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-05 | 国网上海市电力公司 | 一种用于控制户内变电站巡检机器人的网络架构 |
| CN107650110A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-02-02 | 国网上海市电力公司 | 一种用于户内变电站巡检的机器人 |
-
2016
- 2016-03-09 CN CN201610132514.1A patent/CN105790436A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106292671A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-04 | 上海永乾机电有限公司 | 一种多点分布集中控制巡检系统 |
| CN107538506A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-05 | 国网上海市电力公司 | 一种用于控制户内变电站巡检机器人的网络架构 |
| CN107650110A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-02-02 | 国网上海市电力公司 | 一种用于户内变电站巡检的机器人 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160720 |