CN113409483A - 一种变电站自动巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变电站自动巡检系统，包括：自动巡检端，用于通过巡检机器人、摄像头、传感器组合和变电站系统对接接口采集变电站巡检数据；数据处理端，用于接收多个自动巡检端的巡检数据，并利用大数据技术对多个自动巡检端的巡检数据进行异常筛查，获取巡检结果；信息汇总端，用于接收并汇总多个数据处理端的巡检结果，并根据查询指令输出显示相应的巡检结果。本发明能够实现自动采集变电站巡检数据，提高了巡检自动化、智能化水平，及时、全面掌握变电设备的运行状况，有针对性地开展巡视，提高巡视效率和质量，提升了变电站设备问题发现概率，消除了变电站设备运行的安全隐患。

Description

一种变电站自动巡检系统

技术领域

本发明涉及供电网维护技术领域，具体涉及一种变电站自动巡检系统。

背景技术

随着电网规模的快速增长，运维人员短缺尤其是结构性缺员问题日益突出，变电巡检目前主要采用人工巡检方式，约占日常运维工作的30％，变电站人工巡视覆盖所有巡视项目，这种不断重复、平均用力的查找方式往往造成运维人员巡视时的“心理疲劳”，人工巡检方式巡检质量不易管控、巡检效率不高，难以发现设备存在的问题。难以适应新电改形势下电网运检“精益化”的发展需求。信息系统彼此之间也缺乏变电运维数据深度融合、全面贯通的手段，无法与实际生产业务相结合，较大程度地降低了该系统的智能化水平。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种变电站自动巡检系统，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种变电站自动巡检系统，包括：

自动巡检端，用于通过巡检机器人、摄像头、传感器组合和变电站系统对接接口采集变电站巡检数据；

数据处理端，用于接收多个自动巡检端的巡检数据，并利用大数据技术对多个自动巡检端的巡检数据进行异常筛查，获取巡检结果；

信息汇总端，用于接收并汇总多个数据处理端的巡检结果，并根据查询指令输出显示相应的巡检结果。

进一步的，所述自动巡检端包括：

巡检机器人，所述巡检机器人包括摄像机和红外摄像机，所述摄像机采集变电站设备外观影像、分合指示影像和表针读数，所述红外摄像机采集变电站设备本地和接头的红外图像；

摄像头，所述摄像头安装在变电站内，定期拍摄变电站设备外观图像；

传感器组合，所述传感器组合包括采集变电站环境参数的温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器；

变电站系统对接接口，所述变电站系统对接接口包括变电站设备对接子接口和站端主设备监控系统对接子接口，所述变电站设备对接子接口采集变电站设备的运行数据，所述站端主设备监控系统对接子接口采集站端主设备监控系统的运行监测数据。

进一步的，所述巡检机器人还包括运动机构和运动机构控制器，所述运动机构控制器内存储有预设的巡检路线，所述运动机构控制器控制运动机构按照所述巡检路线进行移动。

进一步的，所述自动巡检端还包括：

辅控网关机，所述辅控网关机接收巡检机器人、摄像头、传感器组合和变电站系统对接接口采集的变电站巡检数据，并对变电站巡检数据进行预处理，将预处理后的变电站巡检数据发送至数据处理端。

进一步的，所述辅控网关机内存储有多项数据的标准阈值，所述辅控网关机对变电站巡检数据中具有对应标准阈值的数据项进行阈值匹配处理，并从处理结果中筛选出不匹配的异常数据项，并生成异常数据项的告警信息，将告警信息封装至向数据处理端发送的数据包中。

进一步的，将经过阈值匹配处理的数据删除。

进一步的，所述数据处理端包括：

横向比对单元，用于比对当前次获取的各自动巡检端的变电站巡检数据之间的一致性；

纵向比对单元，用于分别比对各自动巡检端的当前变电站巡检数据与历史变电站巡检数据的一致性，所述历史变电站巡检数据为系统预存的标准巡检数据或被判定为正常的前次巡检数据。

进一步的，所述数据处理端还包括：

图像识别单元，用于根据数据库中预存的标准图像对巡检机器人和摄像头采集的图像进行匹配识别，若识别结果不匹配则生成告警信息。

进一步的，所述信息汇总端包括：

数据中转服务器，用于接收并汇总多个数据处理端上传的巡检结果，根据巡检结果所属的变电站设备信息对巡检结果进行分类存储。

服务平台，用于根据查询请求的目标变电站设备从数据中转服务器调取相应的目标巡检结果，并将目标巡检结果输出显示。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的变电站自动巡检系统，能够实现自动采集变电站巡检数据，提高了巡检自动化、智能化水平，及时、全面掌握变电设备的运行状况，有针对性地开展巡视，提高巡视效率和质量，提升了变电站设备问题发现概率，消除了变电站设备运行的安全隐患。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的系统的示意性框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明变电站自动巡检系统的运行原理，结合实施例对本发明提供的变电站自动巡检系统做进一步的描述。

具体的，请参考图1，所述变电站自动巡检系统包括：

自动巡检端，用于通过巡检机器人、摄像头、传感器组合和变电站系统对接接口采集变电站巡检数据。

自动巡检端包括：

巡检机器人，巡检机器人包括摄像机和红外摄像机，摄像机采集变电站设备外观影像、分合指示影像和表针读数，红外摄像机采集变电站设备本地和接头的红外图像；其中，巡检机器人还包括运动机构和运动机构控制器，运动机构控制器内存储有预设的巡检路线，运动机构控制器控制运动机构按照巡检路线进行移动；

摄像头，摄像头安装在变电站内，定期拍摄变电站设备外观图像；

传感器组合，传感器组合包括采集变电站环境参数的温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器；

变电站系统对接接口，变电站系统对接接口包括变电站设备对接子接口和站端主设备监控系统对接子接口，变电站设备对接子接口采集变电站设备的运行数据，站端主设备监控系统对接子接口采集站端主设备监控系统的运行监测数据；

辅控网关机，辅控网关机接收巡检机器人、摄像头、传感器组合和变电站系统对接接口采集的变电站巡检数据，并对变电站巡检数据进行预处理，将预处理后的变电站巡检数据发送至数据处理端；辅控网关机内存储有多项数据的标准阈值，辅控网关机对变电站巡检数据中具有对应标准阈值的数据项进行阈值匹配处理，并从处理结果中筛选出不匹配的异常数据项，并生成异常数据项的告警信息，将告警信息封装至向数据处理端发送的数据包中，同时将经过阈值匹配处理的数据删除。部署在站端的辅控网关机不仅能够实现自动巡检端与数据处理端的数据传输，还通过对巡检数据预处理降低数据处理端的计算工作量。

自动巡检端设置在变电站，一个变电站部署一个自动巡检端。自动巡检端主要实现变电站设备相关数据的自动采集。智能巡检实现室内外一次、二次和附属设备设施的全覆盖巡检，达到替代人工现场巡视的目的。巡检数据融合主设备台账、视频监控、实时环境数据、主设备运行数据、在线监测等多元数据，进行数据的对比分析，使巡检方式不再是单一的图像之间的对比，生成巡检报告更具有实用性。

数据处理端部署在市公司管理层，因此一个数据处理端可以接收多个自动巡检端的巡检数据，并利用大数据技术对多个自动巡检端的巡检数据进行异常筛查，获取巡检结果。

数据处理端包括基于大数据技术的横向比对单元和纵向比对单元，以及基于图像识别技术的图像识别单元。

横向比对单元，用于比对当前次获取的各自动巡检端的变电站巡检数据之间的一致性；

纵向比对单元，用于分别比对各自动巡检端的当前变电站巡检数据与历史变电站巡检数据的一致性，所述历史变电站巡检数据为系统预存的标准巡检数据或被判定为正常的前次巡检数据；

图像识别单元，用于根据数据库中预存的标准图像对巡检机器人和摄像头采集的图像进行匹配识别，若识别结果不匹配则生成告警信息。匹配识别的具体方法为分别提取标准图像和采集的图像的特征向量，通过计算两者特征向量欧氏距离获取两者的相似度。相似度达到预设阈值则判定采集的图像与标准图像匹配。在实际应用时，根据图像巡检项目预先存储相应的项目标准图像，标准图像以项目名命名，如变电站设备1的主视外观图像。由此实现根据采集的图像所属的巡检项目快速查找相对于的标准图像。

数据处理端经过长时间应用积累大量巡视数据，以巡视数据为基础，应用大数据技术，从纵向和横向两个维度开展数据的深度分析，纵向分析以本设备自投运所有的巡检记录为基础，进行自身对比，找出设备运行规律、状态的发展趋势；横向比对，选取同一时间节点，选择具有相似参数的设备进行当前状态的比对，分析当前设备的状态。纵向和横向两个维度开展的数据分析辅助运行人员对设备做出对应决策，对设备进行专项巡视、实验、长期跟踪等，提升巡检结果利用效率，保障电网安全稳定运行。

信息汇总端，部署在省公司管理层，接收并汇总省公司下辖的多个市公司数据处理端的巡检结果，并根据查询指令输出显示相应的巡检结果。

信息汇总端包括数据中转服务器，用于接收并汇总多个数据处理端上传的巡检结果，根据巡检结果所属的变电站设备信息对巡检结果进行分类存储。中转服务器按需向服务平台传输相关信息，包含设备台账信息、设备缺陷记录、设备实验记录、带电检测记录，以主设备台账信息为纽带将以上多种数据融合，综合分析设备当前状态。

服务平台，用于根据查询请求的目标变电站设备从数据中转服务器调取相应的目标巡检结果，并将目标巡检结果输出显示。

其中，服务平台包括：(1)电网GIS平台：通过RESTful API方式实现资源中心与GIS1.6集成，接入电网资源坐标信息。(2)PMS2.0系统：采用Informatica作为etl抽取数据的工具，定期全量抽取主设备台账信息表数据到本系统；通过uap多数据源配置的方式获取PMS2.0缺陷等运检数据。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种变电站自动巡检系统，其特征在于，包括：

自动巡检端，用于通过巡检机器人、摄像头、传感器组合和变电站系统对接接口采集变电站巡检数据；

数据处理端，用于接收多个自动巡检端的巡检数据，并利用大数据技术对多个自动巡检端的巡检数据进行异常筛查，获取巡检结果；

信息汇总端，用于接收并汇总多个数据处理端的巡检结果，并根据查询指令输出显示相应的巡检结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动巡检端包括：

巡检机器人，所述巡检机器人包括摄像机和红外摄像机，所述摄像机采集变电站设备外观影像、分合指示影像和表针读数，所述红外摄像机采集变电站设备本地和接头的红外图像；

摄像头，所述摄像头安装在变电站内，定期拍摄变电站设备外观图像；

传感器组合，所述传感器组合包括采集变电站环境参数的温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器；

变电站系统对接接口，所述变电站系统对接接口包括变电站设备对接子接口和站端主设备监控系统对接子接口，所述变电站设备对接子接口采集变电站设备的运行数据，所述站端主设备监控系统对接子接口采集站端主设备监控系统的运行监测数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述巡检机器人还包括运动机构和运动机构控制器，所述运动机构控制器内存储有预设的巡检路线，所述运动机构控制器控制运动机构按照所述巡检路线进行移动。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述自动巡检端还包括：

辅控网关机，所述辅控网关机接收巡检机器人、摄像头、传感器组合和变电站系统对接接口采集的变电站巡检数据，并对变电站巡检数据进行预处理，将预处理后的变电站巡检数据发送至数据处理端。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述辅控网关机内存储有多项数据的标准阈值，所述辅控网关机对变电站巡检数据中具有对应标准阈值的数据项进行阈值匹配处理，并从处理结果中筛选出不匹配的异常数据项，并生成异常数据项的告警信息，将告警信息封装至向数据处理端发送的数据包中。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，将经过阈值匹配处理的数据删除。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理端包括：

横向比对单元，用于比对当前次获取的各自动巡检端的变电站巡检数据之间的一致性；

纵向比对单元，用于分别比对各自动巡检端的当前变电站巡检数据与历史变电站巡检数据的一致性，所述历史变电站巡检数据为系统预存的标准巡检数据或被判定为正常的前次巡检数据。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据处理端还包括：

图像识别单元，用于根据数据库中预存的标准图像对巡检机器人和摄像头采集的图像进行匹配识别，若识别结果不匹配则生成告警信息。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信息汇总端包括：

数据中转服务器，用于接收并汇总多个数据处理端上传的巡检结果，根据巡检结果所属的变电站设备信息对巡检结果进行分类存储。

服务平台，用于根据查询请求的目标变电站设备从数据中转服务器调取相应的目标巡检结果，并将目标巡检结果输出显示。

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