CN110854998A - 一种变电所无人值守巡检系统 - Google Patents
一种变电所无人值守巡检系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110854998A CN110854998A CN201911019804.5A CN201911019804A CN110854998A CN 110854998 A CN110854998 A CN 110854998A CN 201911019804 A CN201911019804 A CN 201911019804A CN 110854998 A CN110854998 A CN 110854998A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- track
- substation
- monitoring
- robot
- inspection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 151
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 199
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 206010023230 Joint stiffness Diseases 0.000 claims description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/16—Electric power substations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供了一种变电所无人值守巡检系统，该变电所无人值守巡检系统通过在变电所中配置机器人来对变电所进行不间断的巡检监控操作，该机器人不仅能够很好地适应变电所内部恶劣的巡检工作环境，并且还能够在本地监控组件的控制下进行不同巡检模式的调整切换，从而满足对于不同变电所内部电力设备设置场景的适应性和提高对变电所巡检监控的准确性和高效性。
Description
技术领域
本发明涉及变电所巡检的技术领域，特别涉及一种变电所无人值守巡检系统。
背景技术
变电所是长距离电力传输系统的重要组成部分，通过变电所能够对高压电进行转换操作以及对预设区域进行电力再分配操作。变电所能够正常和持续地工作直接影响其相应区域的供电稳定性，因此对变电所运行状态的巡检监控显得尤为重要。变电所通常是将大量不同类型的电力设备集中设置在一室内空间中，变电所对应的电力连接线路复杂、部分电力设备体积庞大并且该室内空间存在高温、高噪声和高电磁干扰的问题，现有的对于变电所的巡检监控都是通过配置相应的工作人员值守来实现的，这种人工巡检监控的方式不仅无法全面地、及时地和准确地获取变电所中不同电力设备的实时工作状态，同时也需要耗费大量的人力和物力才能实现相应的巡检监控工作；此外，变电所内部的工作环境条件较为恶劣，其无法全天候配备工作人员进行巡检监控，由于变电所是需要24小时连续不断工作运行的，这将无法维持对变电所的长时间不间断巡检监控，从而使得变电所在发生工作故障的情况下无法及时地进行故障排查和维修，这严重地影响变电所的供电安全性。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种变电所无人值守巡检系统，该变电所无人值守巡检系统通过在变电所中配置机器人来对变电所进行不间断的巡检监控操作，该机器人不仅能够很好地适应变电所内部恶劣的巡检工作环境，并且还能够在本地监控组件的控制下进行不同巡检模式的调整切换，从而满足对于不同变电所内部电力设备设置场景的适应性和提高对变电所巡检监控的准确性和高效性。此外，该变电所无人值守巡检系统还利用轨道式巡检机器人适用于高危险作业任务的特点，来替代值班人员对变电所的电力设备运行状态进行定时和/或定点的巡检监控以实现对变电所的全天候无人值守巡检的目的，这能够有效地降低巡检监控的劳动强度和巡检监控的工作风险，并且还能够改善巡检监控的操作环境友善性和操作便捷性，从而有效地保证变电所的工作稳定性和安全性。
本发明提供一种变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述变电所无人值守巡检系统包括轨道式巡检机器人、轨道组件和本地监控组件；其中，
所述轨道组件设置于变电所的内部环境中，用于为所述轨道式巡检机器人提供巡检运动轨道；
所述轨道式巡检机器人用于在沿所述轨道组件运行的过程中获取关于所述变电所的监控数据；
所述本地监控组件用于对所述运行监控数据进行分析处理，以确定所述变电所的运行状态；
进一步，所述轨道组件包括若干轨道件、轨道触发器、轨道障碍检测器和第一通信器；其中
所述若干轨道件相互组合连接，以形成具有特定延伸路径的巡检运动轨道；
所述轨道障碍检测器用于获取所述若干轨道件中任意一个轨道件对应的障碍物信息；
所述第一通信器与所述本地监控组件连接，其用于接收来自所述本地监控组件的轨道调整指令；
所述轨道触发器用于根据所述障碍物信息和/或所述轨道调整指令，对所述若干轨道件之间的组合连接关系进行调整；
进一步，所述轨道障碍检测器包括图像采集单元、红外雷达扫描单元、压力传感单元和障碍物定位单元；其中，
所述图像采集单元用于获取关于所述巡检运行轨道沿线的单目图像和/或双目图像；
所述红外雷达扫描单元用于对所述巡检运行轨道沿线进行红外雷达扫描操作，以获得相应的红外雷达反射信号；
所述压力传感单元用于获取所述巡检运行轨道沿线的压力检测信号；
所述障碍物定位单元用于根据所述单目图像和/或所述双目图像、所述红外雷达反射信号和所述压力检测信号中至少一者，确定所述巡检运行轨道沿线存在的所述障碍物信息；
进一步，所述轨道组件还包括轨道调整致动器、轨道件接合检测器和轨道调整报警器；其中，
所述轨道调整致动器与所述轨道触发器连接，其用于根据来自所述轨道触发器的轨道调整触发信号，对所述若干轨道之间的组合连接关系进行调整；
所述轨道件接合检测器用于检测不同轨道件相互之间的接合紧密度信息；
所述轨道调整报警器用于根据所述接合紧密度信息，进行适应性的轨道调整报警操作；
进一步，所述轨道式巡检机器人包括轨道移动器、机器人部件、若干监控部件和第二通信器；其中，
所述轨道移动器用于承载和带动所述机器人部件沿所述巡检运动轨道移动；
所述若干监控部件设置在所述机器人部件上，以用于获取关于所述变电所述的监控数据；
所述机器人部件用于在沿所述巡检运动轨道移动的过程中，适应性地进行关于六自由度的不同模式动作；
所述第二通信器与所述本地监控组件连接，其用于接收来自所述本地监控组件的移动调整指令、监控调整指令和动作调整指令中的至少一者；
进一步，所述轨道移动器包括移动轮、轮驱动器、承载台和轮驱动接口；其中，
所述移动轮用于与所述巡检运动轨道接合，并在所述巡检运动轨道上运动；
所述轮驱动接口用于连接所述第二通信器与所述轮驱动器，以将所述移动调整指令传输至所述轮驱动器；
所述轮驱动器用于根据所述移动调整指令，对所述移动轮进行不同运动模式的驱动操作；
所述承载平台设置于所述移动轮上，用于承载所述机器人部件以及带动所述机器人部件在水平方向和/或竖直方向上进行运动；
或者，
所述机器人部件包括机器人本体、机械臂和机械臂驱动接口；其中，
所述机械臂设置于所述机器人本体上，其用于在六自由度上进行抓取动作；
所述机械臂驱动接口用于连接所述第二通信器与所述机械臂，以将来自所述动作调整指令传输至所述机械臂；
进一步，所述若干监控部件包括摄像监控单元、结构光监控单元和地电波/超声波监控单元中的至少一者；其中，
所述摄像监控单元用于在沿所述巡检运动轨道移动的过程中获取关于所述变电所中不同工作设备的监控图像；
所述结构光监控单元用于在沿所述巡检运动轨道移动过程中对所述变电所的不同工作设备进行可见结构光的扫描操作；
所述地电波/超声波监控单元用于在沿所述巡检运动轨道移动过程中对所述变电所进行局放检测操作；
进一步，所述摄像监控单元包括可变焦摄像头、自动调焦驱动器、图像上传接口和遥控/手动控制器；
所述结构光监控单元包括结构光扫描发射器、反射结构光接收器和结构光信号上传接口；
所述地电波/超声波监控单元包括地电波探测器、超声波发射器、反射超声波接收器和地电波/超声波信号上传接口；
进一步，所述本地监控组件包括轨道组件调整控制单元、机器人调整控制单元和第三通信器；其中，
所述轨道组件调整控制单元用于控制所述轨道组件的连接变化状态；
所述机器人调整控制单元用于控制所述轨道式巡检机器人的动作变化状态和/或监控操作变化状态；
所述第三通信器用于实现所述轨道组件调整控制单元与所述轨道组件之间、和/或所述机器人调整控制单元与所述轨道式巡检机器人之间的通信连接；
进一步，所述本地监控组件还包括人机交互器和监控控制终端器；
所述监控控制终端器用于根据不同巡检模式确定所述轨道组件的连接路径，并根据所述连接路径调整所述轨道组件的连接变化状态；
所述监控控制终端器还用于根据来自所述人机交互器的交互控制信号，调整所述轨道式巡检机器人的运动状态；
所述监控控制终端器还用于对所述运行监控数据中的图像信号、声音信号和电磁波信号中的至少一者进行分析处理，以确定所述变电所的运行状态。
进一步，所述本地监控组件用于对所述运行监控数据进行分析处理，以确定所述变电所的运行状态，根据所述运动状态，所述巡检机器人发出相应的预警操作，其中具体步骤包括；
步骤S1，对所述运行监控数据进行滤波操作，得到滤波后运行监控数据y(i)，其中i为所述运行监控数据样本点的个数变量，初始值为1，以1为单位递增，最大为N2，最大为N2为所述运行监控数据的样本点总数，N2＝240；
步骤S2，对所述运行监控数据进行自相关系数计算，采用如下公式进行计算：
其中，l为所述运行监控数据的自相关系数计算次数变量，初始值为1，以1为单位递增，最大为N3，N3为预设值，N1为预设所述运行监控数据的样本点中间值，r(l)为第l个所述运行监控数据的自相关系数，α、β为预设的权重系数值并满足α+β＝1，f0为预设的扩展的带宽，fs为预设的采样频率；
步骤S3，计算利用每一帧经过低通滤波的所述加权滤波后的运行监控数据，所述加权滤波后的运行监控数据计算公式为：
步骤S4，所述加权滤波后的运行监控数据与所述无人值守巡检系统存储的运行监控数据进行比较，采用以下公式进行识别匹配，并根据识别匹配的结果，确定所述变电所的运行状态：
其中，sim(yw(i),sl(i))为所述加权滤波后的运行监控数据yw(i)与所述无人值守巡检系统存储的运行监控数据sp(i)的相似度值，p为所述存储的运行监控数据对应的序号，所述存储的运行监控数据是所述无人值守巡检系统预先采集的加有标签的监控数据，其包括正常运行监控数据和异常运行监控数据，并根据所述无人值守巡检系统的运行逐步丰富；
当p＝0时，s0(i)为所述正常运行监控数据，当sim(yw(i),s0(i))≥χ时，yw(i)对应所述变电所的运行状态为正常运行状态，χ为预设阈值；
当sim(yw(i),s0(i))＜χ时，yw(i)对应所述变电所的运行状态为异常运行状态；
步骤S5，当所述变电所的运行状态为正常运行状态时，控制所述述轨道式巡检机器人继续沿所述轨道组件运行，当所述变电所的运行状态为异常运行状态时，控制所述轨道式巡检机器人发出相应的巡检预警。
相比于现有技术，该变电所无人值守巡检系统通过在变电所中配置机器人来对变电所进行不间断的巡检监控操作，该机器人不仅能够很好地适应变电所内部恶劣的巡检工作环境，并且还能够在本地监控组件的控制下进行不同巡检模式的调整切换，从而满足对于不同变电所内部电力设备设置场景的适应性和提高对变电所巡检监控的准确性和高效性。此外，该变电所无人值守巡检系统还利用轨道式巡检机器人适用于高危险作业任务的特点，来替代值班人员对变电所的电力设备运行状态进行定时和/或定点的巡检监控以实现对变电所的全天候无人值守巡检的目的，这能够有效地降低巡检监控的劳动强度和巡检监控的工作风险，并且还能够改善巡检监控的操作环境友善性和操作便捷性，从而有效地保证变电所的工作稳定性和安全性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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为本发明提供的一种变电所无人值守巡检系统的结构框图。
图2为本发明提供的一种变电所无人值守巡检系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
参阅图1，为本发明实施例提供的一种变电所无人值守巡检系统的结构框图。该变电所无人值守巡检系统包括轨道式巡检机器人、轨道组件和本地监控组件；其中，
该轨道组件设置于变电所的内部环境中，用于为该轨道式巡检机器人提供巡检运动轨道；
该轨道式巡检机器人用于在沿该轨道组件运行的过程中获取关于该变电所的监控数据；
该本地监控组件用于对该运行监控数据进行分析处理，以确定该变电所的运行状态。
优选地，该轨道组件包括若干轨道件、轨道触发器、轨道障碍检测器和第一通信器；
优选地，该若干轨道件相互组合连接，以形成具有特定延伸路径的巡检运动轨道；
优选地，该轨道障碍检测器用于获取该若干轨道件中任意一个轨道件对应的障碍物信息；
优选地，该第一通信器与该本地监控组件连接，其用于接收来自该本地监控组件的轨道调整指令；
优选地，该轨道触发器用于根据该障碍物信息和/或该轨道调整指令，对该若干轨道件之间的组合连接关系进行调整；
优选地，该轨道障碍检测器包括图像采集单元、红外雷达扫描单元、压力传感单元和障碍物定位单元；
优选地，该图像采集单元用于获取关于该巡检运行轨道沿线的单目图像和/或双目图像；
优选地，该红外雷达扫描单元用于对该巡检运行轨道沿线进行红外雷达扫描操作，以获得相应的红外雷达反射信号；
优选地，该压力传感单元用于获取该巡检运行轨道沿线的压力检测信号；
优选地，该障碍物定位单元用于根据该单目图像和/或该双目图像、该红外雷达反射信号和该压力检测信号中至少一者，确定该巡检运行轨道沿线存在的该障碍物信息；
优选地，该轨道组件还包括轨道调整致动器、轨道件接合检测器和轨道调整报警器；
优选地，该轨道调整致动器与该轨道触发器连接，其用于根据来自该轨道触发器的轨道调整触发信号，对该若干轨道之间的组合连接关系进行调整；
优选地，该轨道件接合检测器用于检测不同轨道件相互之间的接合紧密度信息；
优选地，该轨道调整报警器用于根据该接合紧密度信息，进行适应性的轨道调整报警操作；
优选地，该轨道式巡检机器人包括轨道移动器、机器人部件、若干监控部件和第二通信器；
优选地，该轨道移动器用于承载和带动该机器人部件沿该巡检运动轨道移动；
优选地，该若干监控部件设置在该机器人部件上，以用于获取关于该变电该的监控数据；
优选地，该机器人部件用于在沿该巡检运动轨道移动的过程中，适应性地进行关于六自由度的不同模式动作；
优选地，该第二通信器与该本地监控组件连接，其用于接收来自该本地监控组件的移动调整指令、监控调整指令和动作调整指令中的至少一者；
优选地，该轨道移动器包括移动轮、轮驱动器、承载台和轮驱动接口；
优选地，该移动轮用于与该巡检运动轨道接合，并在该巡检运动轨道上运动；
优选地，该轮驱动接口用于连接该第二通信器与该轮驱动器，以将该移动调整指令传输至该轮驱动器；
优选地，该轮驱动器用于根据该移动调整指令，对该移动轮进行不同运动模式的驱动操作；
优选地，该承载平台设置于该移动轮上，用于承载该机器人部件以及带动该机器人部件在水平方向和/或竖直方向上进行运动；
优选地，该机器人部件包括机器人本体、机械臂和机械臂驱动接口；
优选地，该机械臂设置于该机器人本体上，其用于在六自由度上进行抓取动作；
优选地，该机械臂驱动接口用于连接该第二通信器与该机械臂，以将来自该动作调整指令传输至该机械臂；
优选地，该若干监控部件包括摄像监控单元、结构光监控单元和地电波/超声波监控单元中的至少一者；
优选地，该摄像监控单元用于在沿该巡检运动轨道移动的过程中获取关于该变电所中不同工作设备的监控图像；
优选地，该结构光监控单元用于在沿该巡检运动轨道移动过程中对该变电所的不同工作设备进行可见结构光的扫描操作；
优选地，该地电波/超声波监控单元用于在沿该巡检运动轨道移动过程中对该变电所进行局放检测操作；
优选地，该摄像监控单元包括可变焦摄像头、自动调焦驱动器、图像上传接口和遥控/手动控制器；
优选地，该结构光监控单元包括结构光扫描发射器、反射结构光接收器和结构光信号上传接口；
优选地，该地电波/超声波监控单元包括地电波探测器、超声波发射器、反射超声波接收器和地电波/超声波信号上传接口；
优选地，该本地监控组件包括轨道组件调整控制单元、机器人调整控制单元和第三通信器；
优选地，该轨道组件调整控制单元用于控制该轨道组件的连接变化状态；
优选地，该机器人调整控制单元用于控制该轨道式巡检机器人的动作变化状态和/或监控操作变化状态；
优选地，该第三通信器用于实现该轨道组件调整控制单元与该轨道组件之间、和/或该机器人调整控制单元与该轨道式巡检机器人之间的通信连接；
优选地，该本地监控组件还包括人机交互器和监控控制终端器；
优选地，该监控控制终端器用于根据不同巡检模式确定该轨道组件的连接路径，并根据该连接路径调整该轨道组件的连接变化状态；
优选地，该监控控制终端器还用于根据来自该人机交互器的交互控制信号，调整该轨道式巡检机器人的运动状态；
优选地，该监控控制终端器还用于对该运行监控数据中的图像信号、声音信号和电磁波信号中的至少一者进行分析处理，以确定该变电所的运行状态。
优选地，所述本地监控组件用于对所述运行监控数据进行分析处理，以确定所述变电所的运行状态，根据所述运动状态，所述巡检机器人发出相应的预警操作，其中具体步骤包括；
步骤S1，对所述运行监控数据进行滤波操作，得到滤波后运行监控数据y(i)，其中i为所述运行监控数据样本点的个数变量，初始值为1，以1为单位递增，最大为N2，最大为N2为所述运行监控数据的样本点总数，N2＝240；
步骤S2，对所述运行监控数据进行自相关系数计算，采用如下公式进行计算：
其中，l为所述运行监控数据的自相关系数计算次数变量，初始值为1，以1为单位递增，最大为N3，N3为预设值，N1为预设所述运行监控数据的样本点中间值，r(l)为第l个所述运行监控数据的自相关系数，α、β为预设的权重系数值并满足α+β＝1，f0为预设的扩展的带宽，fs为预设的采样频率；
步骤S3，计算利用每一帧经过低通滤波的所述加权滤波后的运行监控数据，所述加权滤波后的运行监控数据计算公式为：
步骤S4，所述加权滤波后的运行监控数据与所述无人值守巡检系统存储的运行监控数据进行比较，采用以下公式进行识别匹配，并根据识别匹配的结果，确定所述变电所的运行状态：
其中，sim(yw(i),sl(i))为所述加权滤波后的运行监控数据yw(i)与所述无人值守巡检系统存储的运行监控数据sp(i)的相似度值，p为所述存储的运行监控数据对应的序号，所述存储的运行监控数据是所述无人值守巡检系统预先采集的加有标签的监控数据，其包括正常运行监控数据和异常运行监控数据，并根据所述无人值守巡检系统的运行逐步丰富；
当p＝0时，s0(i)为所述正常运行监控数据，当sim(yw(i),s0(i))≥χ时，yw(i)对应所述变电所的运行状态为正常运行状态，χ为预设阈值；
当sim(yw(i),s0(i))＜χ时，yw(i)对应所述变电所的运行状态为异常运行状态；
步骤S5，当所述变电所的运行状态为正常运行状态时，控制所述述轨道式巡检机器人继续沿所述轨道组件运行，当所述变电所的运行状态为异常运行状态时，控制所述轨道式巡检机器人发出相应的巡检预警。
上述技术方案的有益效果为：对输入的运行监控数据进行实时自动化分析处理，并且能够24小时连续不间断工作，及时准确地获得变电所的运行状态；进一步地，对运行监控数据的处理还能自动分析出变电所异常运行状态对应的具体异常事件，并根据异常事件自适应调节控制变电所无人值守巡检系统，直到变电所运行正常，全程系统自动调整控制监控，不需要人工值守，节省了人工成本并保障了变电所的供电安全性。
同时，利用上述技术，当所述变电所的运行状态发生异常后，将会发出相应的预警信息，从而提能够根据所述预警信息作出相应的处理。
参阅图2，为本发明提供的一种变电所无人值守巡检系统的结构示意图。该图2所示的变电所无人值守巡检系统与上述图1所示的变电所无人值守巡检系统在结构和功能上是相同的，这里就不再对图2作相同的累述。
从上述实施例的内容可知，该变电所无人值守巡检系统通过在变电所中配置机器人来对变电所进行不间断的巡检监控操作，该机器人不仅能够很好地适应变电所内部恶劣的巡检工作环境，并且还能够在本地监控组件的控制下进行不同巡检模式的调整切换，从而满足对于不同变电所内部电力设备设置场景的适应性和提高对变电所巡检监控的准确性和高效性。此外，该变电所无人值守巡检系统还利用轨道式巡检机器人适用于高危险作业任务的特点，来替代值班人员对变电所的电力设备运行状态进行定时和/或定点的巡检监控以实现对变电所的全天候无人值守巡检的目的，这能够有效地降低巡检监控的劳动强度和巡检监控的工作风险，并且还能够改善巡检监控的操作环境友善性和操作便捷性，从而有效地保证变电所的工作稳定性和安全性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述变电所无人值守巡检系统包括轨道式巡检机器人、轨道组件和本地监控组件；其中，
所述轨道组件设置于变电所的内部环境中，用于为所述轨道式巡检机器人提供巡检运动轨道；
所述轨道式巡检机器人用于在沿所述轨道组件运行的过程中获取关于所述变电所的监控数据；
所述本地监控组件用于对所述运行监控数据进行分析处理，以确定所述变电所的运行状态。
2.如权利要求1所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述轨道组件包括若干轨道件、轨道触发器、轨道障碍检测器和第一通信器；其中
所述若干轨道件相互组合连接，以形成具有特定延伸路径的巡检运动轨道；
所述轨道障碍检测器用于获取所述若干轨道件中任意一个轨道件对应的障碍物信息；
所述第一通信器与所述本地监控组件连接，其用于接收来自所述本地监控组件的轨道调整指令；
所述轨道触发器用于根据所述障碍物信息和/或所述轨道调整指令，对所述若干轨道件之间的组合连接关系进行调整。
3.如权利要求1所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述轨道障碍检测器包括图像采集单元、红外雷达扫描单元、压力传感单元和障碍物定位单元；其中，
所述图像采集单元用于获取关于所述巡检运行轨道沿线的单目图像和/或双目图像；
所述红外雷达扫描单元用于对所述巡检运行轨道沿线进行红外雷达扫描操作，以获得相应的红外雷达反射信号；
所述压力传感单元用于获取所述巡检运行轨道沿线的压力检测信号；
所述障碍物定位单元用于根据所述单目图像和/或所述双目图像、所述红外雷达反射信号和所述压力检测信号中至少一者，确定所述巡检运行轨道沿线存在的所述障碍物信息。
4.如权利要求3所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述轨道组件还包括轨道调整致动器、轨道件接合检测器和轨道调整报警器；其中，
所述轨道调整致动器与所述轨道触发器连接，其用于根据来自所述轨道触发器的轨道调整触发信号，对所述若干轨道之间的组合连接关系进行调整；
所述轨道件接合检测器用于检测不同轨道件相互之间的接合紧密度信息；
所述轨道调整报警器用于根据所述接合紧密度信息，进行适应性的轨道调整报警操作。
5.如权利要求1所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述轨道式巡检机器人包括轨道移动器、机器人部件、若干监控部件和第二通信器；其中，
所述轨道移动器用于承载和带动所述机器人部件沿所述巡检运动轨道移动；
所述若干监控部件设置在所述机器人部件上，以用于获取关于所述变电所述的监控数据；
所述机器人部件用于在沿所述巡检运动轨道移动的过程中，适应性地进行关于六自由度的不同模式动作；
所述第二通信器与所述本地监控组件连接，其用于接收来自所述本地监控组件的移动调整指令、监控调整指令和动作调整指令中的至少一者。
6.如权利要求5所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述轨道移动器包括移动轮、轮驱动器、承载台和轮驱动接口；其中，所述移动轮用于与所述巡检运动轨道接合，并在所述巡检运动轨道上运动；
所述轮驱动接口用于连接所述第二通信器与所述轮驱动器，以将所述移动调整指令传输至所述轮驱动器；
所述轮驱动器用于根据所述移动调整指令，对所述移动轮进行不同运动模式的驱动操作；
所述承载平台设置于所述移动轮上，用于承载所述机器人部件以及带动所述机器人部件在水平方向和/或竖直方向上进行运动；
或者，
所述机器人部件包括机器人本体、机械臂和机械臂驱动接口；其中，所述机械臂设置于所述机器人本体上，其用于在六自由度上进行抓取动作；
所述机械臂驱动接口用于连接所述第二通信器与所述机械臂，以将来自所述动作调整指令传输至所述机械臂。
7.如权利要求5所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述若干监控部件包括摄像监控单元、结构光监控单元和地电波/超声波监控单元中的至少一者；其中，
所述摄像监控单元用于在沿所述巡检运动轨道移动的过程中获取关于所述变电所中不同工作设备的监控图像；
所述结构光监控单元用于在沿所述巡检运动轨道移动过程中对所述变电所的不同工作设备进行可见结构光的扫描操作；
所述地电波/超声波监控单元用于在沿所述巡检运动轨道移动过程中对所述变电所进行局放检测操作。
8.如权利要求7所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述摄像监控单元包括可变焦摄像头、自动调焦驱动器、图像上传接口和遥控/手动控制器；
所述结构光监控单元包括结构光扫描发射器、反射结构光接收器和结构光信号上传接口；
所述地电波/超声波监控单元包括地电波探测器、超声波发射器、反射超声波接收器和地电波/超声波信号上传接口。
9.如权利要求1所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述本地监控组件包括轨道组件调整控制单元、机器人调整控制单元和第三通信器；其中，
所述轨道组件调整控制单元用于控制所述轨道组件的连接变化状态；
所述机器人调整控制单元用于控制所述轨道式巡检机器人的动作变化状态和/或监控操作变化状态；
所述第三通信器用于实现所述轨道组件调整控制单元与所述轨道组件之间、和/或所述机器人调整控制单元与所述轨道式巡检机器人之间的通信连接。
10.如权利要求9所述的变电所无人值守巡检系统，其特征在于：
所述本地监控组件还包括人机交互器和监控控制终端器；
所述监控控制终端器用于根据不同巡检模式确定所述轨道组件的连接路径，并根据所述连接路径调整所述轨道组件的连接变化状态；
所述监控控制终端器还用于根据来自所述人机交互器的交互控制信号，调整所述轨道式巡检机器人的运动状态；
所述监控控制终端器还用于对所述运行监控数据中的图像信号、声音信号和电磁波信号中的至少一者进行分析处理，以确定所述变电所的运行状态。
11.如权利要求1所述变电所无人值守巡检系统，其特征在于，所述本地监控组件用于对所述运行监控数据进行分析处理，以确定所述变电所的运行状态，根据所述运动状态，所述巡检机器人发出相应的预警操作，其中具体步骤包括；
步骤S1，对所述运行监控数据进行滤波操作，得到滤波后运行监控数据y(i)，其中i为所述运行监控数据样本点的个数变量，初始值为1，以1为单位递增，最大为N2，最大为N2为所述运行监控数据的样本点总数，N2＝240；
步骤S2，对所述运行监控数据进行自相关系数计算，采用如下公式进行计算：
其中，l为所述运行监控数据的自相关系数计算次数变量，初始值为1，以1为单位递增，最大为N3，N3为预设值，N1为预设所述运行监控数据的样本点中间值，r(l)为第l个所述运行监控数据的自相关系数，α、β为预设的权重系数值并满足α+β＝1，f0为预设的扩展的带宽，fs为预设的采样频率；
步骤S3，计算利用每一帧经过低通滤波的所述加权滤波后的运行监控数据，所述加权滤波后的运行监控数据计算公式为：
其中，yw(i)为第i个样本点所述加权滤波后的运行监控数据，yw(i-k)为第i-k个样本点所述加权滤波后的运行监控数据；
步骤S4，所述加权滤波后的运行监控数据与所述无人值守巡检系统存储的运行监控数据进行比较，采用以下公式进行识别匹配，并根据识别匹配的结果，确定所述变电所的运行状态：
其中，sim(yw(i),sl(i))为所述加权滤波后的运行监控数据yw(i)与所述无人值守巡检系统存储的运行监控数据sp(i)的相似度值，p为所述存储的运行监控数据对应的序号，所述存储的运行监控数据是所述无人值守巡检系统预先采集的加有标签的监控数据，其包括正常运行监控数据和异常运行监控数据，并根据所述无人值守巡检系统的运行逐步丰富；
当p＝0时，s0(i)为所述正常运行监控数据，当sim(yw(i),s0(i))≥χ时，yw(i)对应所述变电所的运行状态为正常运行状态，χ为预设阈值；
当sim(yw(i),s0(i))＜χ时，yw(i)对应所述变电所的运行状态为异常运行状态；
步骤S5，当所述变电所的运行状态为正常运行状态时，控制所述述轨道式巡检机器人继续沿所述轨道组件运行，当所述变电所的运行状态为异常运行状态时，控制所述轨道式巡检机器人发出相应的巡检预警。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911019804.5A CN110854998B (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 一种变电所无人值守巡检系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911019804.5A CN110854998B (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 一种变电所无人值守巡检系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110854998A true CN110854998A (zh) | 2020-02-28 |
| CN110854998B CN110854998B (zh) | 2021-04-06 |
Family
ID=69597197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911019804.5A Active CN110854998B (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 一种变电所无人值守巡检系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110854998B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111510674A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-08-07 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种电力巡检装置 |
| CN112219835A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-15 | 国网江苏省电力有限公司常州供电分公司 | 变电所安全防护系统及其控制方法、控制装置和存储介质 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233419A (ja) * | 1993-02-01 | 1994-08-19 | Toshiba Corp | 現場機器の異常時支援装置 |
| CN105835063A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-10 | 国网宁夏电力公司检修公司 | 一种变电站室内巡检机器人系统及其巡检方法 |
| CN205685324U (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-16 | 国网宁夏电力公司检修公司 | 一种龙门桁架式室内变电站巡检机器人 |
| CN205685341U (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-16 | 国网宁夏电力公司检修公司 | 一种组合轨道式变电站室内巡检机器人系统 |
| CN106710024A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-24 | 广州洪森科技有限公司 | 一种无人值守的自动巡检告警的方法及装置 |
| CN107877518A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-06 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种巡检机器人及其防坠落方法和装置 |
| CN107942882A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-04-20 | 国网福建省电力有限公司龙岩供电公司 | 一种变电站室内监控系统及方法 |
| CN108631447A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-10-09 | 苏州华安普新能源科技有限公司 | 无人值守的智能变电系统 |
| CN109191431A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-11 | 天津大学 | 基于特征相似度的高动态彩色图像质量评价方法 |
| CN109676597A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-04-26 | 国网江西省电力有限公司检修分公司 | 一种室内挂轨机器人运行系统 |
| CN110111441A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-09 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种基于arm的变电站轨道式巡检机器人控制系统 |
| CN110286684A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-09-27 | 国网湖北省电力有限公司检修公司 | 一种变电站巡检机器人及变电站巡检系统 |
-
2019
- 2019-10-24 CN CN201911019804.5A patent/CN110854998B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233419A (ja) * | 1993-02-01 | 1994-08-19 | Toshiba Corp | 現場機器の異常時支援装置 |
| CN105835063A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-10 | 国网宁夏电力公司检修公司 | 一种变电站室内巡检机器人系统及其巡检方法 |
| CN205685324U (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-16 | 国网宁夏电力公司检修公司 | 一种龙门桁架式室内变电站巡检机器人 |
| CN205685341U (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-16 | 国网宁夏电力公司检修公司 | 一种组合轨道式变电站室内巡检机器人系统 |
| CN106710024A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-24 | 广州洪森科技有限公司 | 一种无人值守的自动巡检告警的方法及装置 |
| CN107877518A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-06 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种巡检机器人及其防坠落方法和装置 |
| CN107942882A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-04-20 | 国网福建省电力有限公司龙岩供电公司 | 一种变电站室内监控系统及方法 |
| CN109191431A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-11 | 天津大学 | 基于特征相似度的高动态彩色图像质量评价方法 |
| CN108631447A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-10-09 | 苏州华安普新能源科技有限公司 | 无人值守的智能变电系统 |
| CN109676597A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-04-26 | 国网江西省电力有限公司检修分公司 | 一种室内挂轨机器人运行系统 |
| CN110111441A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-09 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种基于arm的变电站轨道式巡检机器人控制系统 |
| CN110286684A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-09-27 | 国网湖北省电力有限公司检修公司 | 一种变电站巡检机器人及变电站巡检系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| J. K. C. PINTO;M. MASUDA;L. C. MAGRINI;J. A. JARDINI;M. V. GARBE: "Mobile robot for hot spot monitoring in electric power substation", 《2008 IEEE/PES TRANSMISSION AND DISTRIBUTION CONFERENCE AND EXPOSITION》 * |
| 薛坚; 郑文斌; 章振海; 汪毅: "基于图像监控的变电所智能巡检系统研发", 《电力信息与通信技术》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111510674A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-08-07 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种电力巡检装置 |
| CN112219835A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-15 | 国网江苏省电力有限公司常州供电分公司 | 变电所安全防护系统及其控制方法、控制装置和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110854998B (zh) | 2021-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110488841B (zh) | 基于智能机器人的变电设备联合巡检系统及其应用方法 | |
| CN101625573B (zh) | 基于数字信号处理器的巡线机器人单目视觉导航系统 | |
| CN110854998B (zh) | 一种变电所无人值守巡检系统 | |
| CN109861387B (zh) | 一种变电站智能巡检系统 | |
| CN102880179A (zh) | 一种电力隧道内多功能智能化巡检机器人 | |
| CN102082466A (zh) | 变电站设备智能巡检机器人系统 | |
| CN108956640A (zh) | 适用于配电线路巡检的车载检测装置及检测方法 | |
| CN207835156U (zh) | 用于换流站的智能巡检机器人 | |
| CN211087009U (zh) | 一种基于飞行器的接触网巡检装置 | |
| CN111179457A (zh) | 一种工业设备的巡检系统及巡检方法 | |
| CN202837484U (zh) | 变电站智能巡检机器人超声局放检测系统 | |
| CN112140089A (zh) | 一种用于室内环境的巡检机器人 | |
| CN111696390B (zh) | 智能机场跑道fod装置及其工作流程 | |
| CN111556171A (zh) | 一种智能巡检系统及机器人 | |
| CN113126649A (zh) | 一种输电线路的智能巡检无人机用控制系统 | |
| CN104836948A (zh) | 随动摄像头及实时测距方法 | |
| CN111586371A (zh) | 一种监狱周界围墙巡检机器人系统 | |
| CN114296381A (zh) | 一种水冷壁爬壁机器人控制系统 | |
| CN114582039A (zh) | 一种智能巡检系统、方法、电子设备及存储介质 | |
| CN204559730U (zh) | 随动摄像头 | |
| CN112497198A (zh) | 基于企业安全生产隐患排查的智能巡检机器人 | |
| CN111780674A (zh) | 一种基于图像处理和机器学习的视觉检测系统 | |
| CN212163523U (zh) | 一种监狱周界围墙巡检机器人系统 | |
| WO2024125123A1 (zh) | 一种带电作业机器人系统的无人机辅助系统 | |
| CN219788331U (zh) | 电石炉智能巡检机器人 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An unattended inspection system for Substation Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20210406 Pledgee: Beijing technology intellectual property financing Company limited by guarantee Pledgor: BEIJING ZHONGRUNHUITONG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021990001170 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231113 Granted publication date: 20210406 Pledgee: Beijing technology intellectual property financing Company limited by guarantee Pledgor: BEIJING ZHONGRUNHUITONG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021990001170 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An unmanned inspection system for substations Effective date of registration: 20231113 Granted publication date: 20210406 Pledgee: Beijing technology intellectual property financing Company limited by guarantee Pledgor: BEIJING ZHONGRUNHUITONG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000558 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |