CN109687588A - 矩阵式智能联动的变电站巡检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了矩阵式智能联动的变电站巡检方法，旨在提供一种成本低的矩阵式智能联动的变电站巡检方法。该巡检方法采用矩阵式联动方式进行现有各巡检系统的联动控制。本发明实现了对变电站设备的一般巡视、特殊巡视，为无人值守变电站提供了一套更加智能、灵活、有效的巡检方法，满足了电力系统当前精益化管理、智能化运用的要求。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统无人值守变电站的远方智能巡视技术领域，尤其是涉及矩阵式智能联动的变电站巡检方法。
背景技术
随着无人值守变电站的普及，目前变电站基本实现了无人值守状态，同时为了满足无人值守的条件，供电企业建设了大量的辅助监控系统以及机器巡视(包含无人机、机器人等)系统，但是这些系统是独立的。
当前变电站数量不断增加，然而随着调控一体化的大面积实行后，变电站的运行维护人员数量已经与设备数量出现了不匹配的现象。因此在这工作量大、运行维护系统较多的背景下，非常需要一套具有智能化的联动功能的系统为变电站运行做技术支撑，实现事件事故发生后的智能联动巡视，巡视完毕后生成相应结果，并将结果通过短信或平台弹窗、生产报告方式告知运行人员，以此全面的、智能的完成事件事故的第一时间的证据留存及命令下发。
目前主设备的巡视可以通过机器人对常规外观、表计读数、测温进行巡视，视频监控能够实现外观巡视、作业监控；仪表读数远传能够实现仪表数值的抄录；事故事件信息自动上送到调度自动化系统实现设备告警以及事故的信息传输。辅助设备可以通过辅助监控系统将变电站环境监测、安防监控、风机控制、灯光控制、气象监测等信息上送到监控中心。上述各个分离系统未得到有效的整合，无法实现变电站多系统的联动控制、协同工作。即联动巡视系统都是按照具体到每一个细节的方式实现，开发工作量大，成本高，同时还不具备灵活性。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种灵活性强，可有效降低构成和开发工作量的矩阵式智能联动的变电站巡检方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其采用矩阵式联动方式进行现有各巡检系统的联动控制。
优选的是，所述巡检系统包括但不限于以下系统：视频监控系统、周界防御系统、消防系统、调度自动化系统、保护信息系统、在线监测系统、统一资产设备信息系统、机器人巡视系统、无人机巡航系统、智能灯光控制系统、微气象监测系统、温湿度监测系统、水浸监测系统、水位监测系统、空调监控系统、门禁系统、SF6及O2监测系统、风机控制系统和给排水监控系统。
优选的是，所述矩阵式联动方式适应不同系统的开入、开出数据的接入，具有支撑各系统相互沟通的标准媒介。
优选的是，各所述巡检系统的开入、开出数据接入采用通用的工业MODBUS通信协议、TCP协议、UDP协议或HTTP协议，通过RS485、RS232、RJ45、或光纤接口将不同巡检系统的数据开入及开出进行汇集、交换。
具体的是，该巡检方法包括以下步骤：
步骤一：由控制单元的输入设备对设备或巡检系统的告警进行监控，获取设备或系统的开关量、模拟量、网络输入量的告警或任务信息；
步骤二：当输入量在监控的过程中接收到设备、系统告警或巡检任务时，该事件将会在联动控制矩阵的纵向事件列表中，然后控制运算中心程序根据事件对横向的系统进行联动配置索引，索引后形成被联动的各系统的任务列表；
步骤三：系统将步骤二中的事件信息输出给巡检系统前端提醒巡检平台使用者，提醒方式有弹窗、语音提示；将步骤二中形成的任务列表按照矩阵的系统配置输出给输出控制器单元，然后由输出控制器将所需要采取的联动操作传递给相应的系统或设备，完成事件或任务联动巡检的命令下发；
步骤四：完成联动巡检后的结果由各系统分别通过标准的传输接口将信号送入联动控制运算中心，运算中心将结果汇总整理为联动报告后在巡检系统前端进行联动过程及相应结果的综合展示，完成整个联动巡检任务。
优选的是，所述步骤一的输入监控分为满足不同装置事件告警监控的设备主动上送、运算中心与设备终端SOKET通信监控、运算中心MQ数据接收处理后所得报警事件监控，以及通过开端端口监听方式，对特定系统任务的下发进行端口监听已获得其他系统的巡检任务指令。
优选的是，所述步骤二的联动任务索引及任务列表的生成根据矩阵的纵向、横向坐标定位任务，再透过任务列表的配置进行任务提取。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明利用变电站当前已有的调度自动化系统、机器人巡视系统、视频监测系统、电子围栏监测系统、消防监测系统、水浸水位监测系统、微气象监测系统、温湿度监测系统、空调控制系统、风机控制系统、SF6与氧气含量监测系统、智能灯光系统、门禁系统等组建了变电站站的联动巡视系统，联动巡视系统通过矩阵式配置各个事件、任务与被联动系统的关系，实现了联动巡视配置的完整、灵活的配置理念，同时这种矩阵式配置的方式也为将来的扩展、程序开发留好了长期的规划。
(2)本发明的矩阵配置联动关系能够满足联动关系的配置，也能够满足新增联动系统的灵活性，在这样的配置逻辑下面，实现新增联动系统功能的编程工作也得到了解放，程序员只需要在新增加一个被联动系统的代码，然后通过矩阵进行联动关系的勾选即可实现多个系统与新增被联动系统的关系，具备提升开发效率、扩展性强的特性。
(3)本发明的矩阵式联动方式将变电站离散分布的系统进行纵横关联，实现了对变电站设备的一般巡视、特殊巡视，为无人值守变电站提供了一套更加智能、灵活、有效的巡检方法，满足了电力系统当前精益化管理、智能化运用的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中联动任务索引及任务列表图。
图2为本发明中联动控制输出方式流程图。
图3为本发明中联动结果反馈结构图。
图4为本发明中消防告警子系统的联动逻辑流程图。
图5为本发明中视频监控系统的联动逻辑流程图。
图6为本发明中安防系统的联动逻辑流程图。
图7为本发明中室内温湿度系统的联动逻辑流程图。
图8为本发明中SF6气体监测的联动逻辑流程图。
图9为本发明中水浸监测的联动逻辑流程图。
图10为本发明中微气象监测系的联动逻辑流程图。
图11为本发明中智能门禁系统的联动逻辑流程图。
图12为本发明中智能灯光系统的联动逻辑流程图。
图13为本发明中在线监测系统的联动逻辑流程图。
图14为本发明中机器人系统的联动逻辑流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：采用矩阵式联动方式进行现有各巡检系统的联动控制。
所述巡检系统包括但不限于以下系统：视频监控系统、周界防御系统、消防系统、调度自动化系统、保护信息系统、在线监测系统、统一资产设备信息系统、机器人巡视系统、无人机巡航系统、智能灯光控制系统、微气象监测系统、温湿度监测系统、水浸监测系统、水位监测系统、空调监控系统、门禁系统、SF6及O2监测系统、风机控制系统和给排水监控系统。
所述矩阵式联动方式适应不同系统的开入、开出数据的接入，具有支撑各系统相互沟通的标准媒介。
各所述巡检系统的开入、开出数据接入采用通用的工业MODBUS通信协议、TCP协议、UDP协议或HTTP协议，通过RS485、RS232、RJ45、或光纤接口将不同巡检系统的数据开入及开出进行汇集、交换。其中在开入方面考虑了模拟量的电压、电流等信号进行数据的采集，同时考虑了干接点、湿节点开关量信号的采集；在开出方面，该方法考虑了网络开出、点动开出、节点开出等多种主流开出方式，开出的电压也能够根据控制回路进行灵活的调整。该方法在开入开出采集中尤其考虑了不同传感器及控制器的不同电压供电的集中供电需求。
具备支撑各系统相互沟通的标准媒介主要是通过网络交换机、统一资产管理系统设备关联两方面来实现。网络交换机将开入、开出设备的接入层统一为RJ45的标准通信接口，同时将数据规约统一为标准的电力系统通信规约(满足101协议、104协议以及IEC61850协议)，然后几个系统的设备都采用公司级的资产管理系统资产编码进行交互变电站设备数据，这样就形成了本方法所涉及的各个系统的通信通道标准媒介、协议标准媒介、联动巡检设备标准媒介。为矩阵式智能联动巡检提供了必要的条件。矩阵的纵横向配置系统及各系统的被联动功能能够按需扩展，而不需要对前面的联动控制进行任何更改，只需将新增加的被联动系统进行单一的增加开发，这样就能够满足新增联动逻辑。系统具有较强的灵活性。
该巡检方法包括以下步骤：
步骤一：由控制单元的输入设备对设备或巡检系统的告警进行监控，获取设备或系统的开关量、模拟量、网络输入量的告警或任务信息；
步骤二：当输入量在监控的过程中接收到设备、系统告警或巡检任务时，该事件将会在联动控制矩阵的纵向事件列表中，然后控制运算中心程序根据事件对横向的系统进行联动配置索引，索引后形成被联动的各系统的任务列表；
步骤三：系统将步骤二中的事件信息输出给巡检系统前端提醒巡检平台使用者，提醒方式有弹窗、语音提示；将步骤二中形成的任务列表按照矩阵的系统配置输出给输出控制器单元，然后由输出控制器将所需要采取的联动操作传递给相应的系统或设备，完成事件或任务联动巡检的命令下发；步骤三的联动控制输出方式如图2所示。
步骤四：完成联动巡检后的结果由各系统分别通过标准的传输接口将信号送入联动控制运算中心，运算中心将结果汇总整理为联动报告后在巡检系统前端进行联动过程及相应结果的综合展示，完成整个联动巡检任务。步骤四的联动结果反馈采用图3所示的结构反馈给用户。
所述步骤一的输入监控分为满足不同装置事件告警监控的设备主动上送、运算中心与设备终端SOKET通信监控、运算中心MQ数据接收处理后所得报警事件监控，以及通过开端端口监听方式，对特定系统任务的下发进行端口监听已获得其他系统的巡检任务指令。
所述步骤二的联动任务索引及任务列表的生成根据矩阵的纵向、横向坐标定位任务，再透过任务列表的配置进行任务提取，如图1所示。
本申请联动矩阵的具体逻辑如下表逻辑所示：
本申请中有关巡检系统说明如下：
(1)消防告警子系统
如果发生报警情况，应当实现联动无人机系统、智能照明、视频监控系统，相关的联动逻辑应满足图4所示的要求。
(2)视频监控系统
视频监控系统，在其余告警信号发生时候，应当联动智能灯光，具体的了联动逻辑应该满足图5所示。
(3)安防系统
安防(电子围栏及红外对射)系统动作时候，应当能够联动无人机系统、智能照明、视频监控系统，具体的联动逻辑应该满足图6所示。
(4)室内温湿度系统
室内温湿度监测系统应当能够联动空调控制，具体的了联动逻辑应该满足图7所示。
(5)SF6气体监测
SF6气体监测动作时，应当能够联动调度自动化系统、智能照明、机器人系统、风机控制系统，具体的了联动逻辑应该满足图8所示。
(6)水浸监测
水浸监测动作时，应当能够联动无人机系统、微气象系统，具体的了联动逻辑应该满足图9所示。
(7)微气象监测系统
微气象监测的大风、大雨预警时，需要分别联动无人机、机器人，具体的联动逻辑图如图10所示。
(8)智能门禁系统
智能门禁系统动作时，需要联动通风设施、照明系统、视频监控系统，具体的联动逻辑如图11所示。
(9)智能灯光系统
智能灯光系统主要需要满足相应的被联动的逻辑关系，具体如图12所示。
(10)在线监测系统
在线监测系统主要包含油色谱在线监测、主变铁芯在线监测、直流系统在线监测、蓄电池在线监测系统、局放在线监测五个系统。具体的联动逻辑如图13所示。
(11)机器人系统
机器人系统触发联动条件包含巡检任务、测温、报警、压力异常(和设定值、历史数据比对)、巡检异常、设备存在渗漏油。具体的联动逻辑如图14所示。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：采用矩阵式联动方式进行现有各巡检系统的联动控制。
2.根据权利要求1所述矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：所述巡检系统包括但不限于以下系统：视频监控系统、周界防御系统、消防系统、调度自动化系统、保护信息系统、在线监测系统、统一资产设备信息系统、机器人巡视系统、无人机巡航系统、智能灯光控制系统、微气象监测系统、温湿度监测系统、水浸监测系统、水位监测系统、空调监控系统、门禁系统、SF6及O2监测系统、风机控制系统和给排水监控系统。
3.根据权利要求1所述矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：所述矩阵式联动方式适应不同系统的开入、开出数据的接入，具有支撑各系统相互沟通的标准媒介。
4.根据权利要求1所述矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：各所述巡检系统的开入、开出数据接入采用通用的工业MODBUS通信协议、TCP协议、UDP协议或HTTP协议，通过RS485、RS232、RJ45、或光纤接口将不同巡检系统的数据开入及开出进行汇集、交换。
5.根据权利要求1-4任一所述矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：该巡检方法包括以下步骤：
步骤一：由控制单元的输入设备对设备或巡检系统的告警进行监控，获取设备或系统的开关量、模拟量、网络输入量的告警或任务信息；
步骤二：当输入量在监控的过程中接收到设备、系统告警或巡检任务时，该事件将会在联动控制矩阵的纵向事件列表中，然后控制运算中心程序根据事件对横向的系统进行联动配置索引，索引后形成被联动的各系统的任务列表；
步骤三：系统将步骤二中的事件信息输出给巡检系统前端提醒巡检平台使用者，提醒方式有弹窗、语音提示；将步骤二中形成的任务列表按照矩阵的系统配置输出给输出控制器单元，然后由输出控制器将所需要采取的联动操作传递给相应的系统或设备，完成事件或任务联动巡检的命令下发；
步骤四：完成联动巡检后的结果由各系统分别通过标准的传输接口将信号送入联动控制运算中心，运算中心将结果汇总整理为联动报告后在巡检系统前端进行联动过程及相应结果的综合展示，完成整个联动巡检任务。
6.根据权利要求5所述矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：所述步骤一的输入监控分为满足不同装置事件告警监控的设备主动上送、运算中心与设备终端SOKET通信监控、运算中心MQ数据接收处理后所得报警事件监控，以及通过开端端口监听方式，对特定系统任务的下发进行端口监听已获得其他系统的巡检任务指令。
7.根据权利要求5所述矩阵式智能联动的变电站巡检方法，其特征在于：所述步骤二的联动任务索引及任务列表的生成根据矩阵的纵向、横向坐标定位任务，再透过任务列表的配置进行任务提取。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Inventor after: Wang Jiyu Inventor after: Liu Minghui Inventor after: Su Yang Inventor after: Su Rong Inventor after: Xu Xuegang Inventor after: Li Dongrui Inventor after: An Wanfu Inventor after: Jin Huaimin Inventor after: Cui Daming Inventor after: Huang Wei Inventor after: Zhao Qigen Inventor after: Yang Rongye Inventor after: Yang Chaochao Inventor after: Ye Qiang Inventor after: Tian Liang Inventor after: Li Shudong Inventor before: Wang Jiyu Inventor before: Liu Minghui Inventor before: Su Yang Inventor before: Su Rong Inventor before: Li Dongrui Inventor before: An Wanfu Inventor before: Jin Huaimin Inventor before: Cui Daming Inventor before: Huang Wei Inventor before: Zhao Qigen Inventor before: Yang Rongye Inventor before: Yang Chaochao Inventor before: Ye Qiang Inventor before: Tian Liang Inventor before: Li Shudong |
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| GR01 | Patent grant | ||
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