CN114386675A - 变电站智能鸟害防治管理系统和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变电站智能鸟害防治管理系统和装置。变电站智能鸟害防治管理系统包括存储单元、数据处理单元、鸟害主动防治单元、可视化单元，存储单元用于存储变电站的工作情况数据和鸟害情况数据；数据处理单元用于基于变电站的工作情况数据和鸟害情况数据计算变电站鸟害的统计类指标和预警类指标；鸟害主动防治单元用于根据变电站鸟害的统计类指标和预警类指标实现鸟害防治功能；可视化单元用于显示变电站鸟害的统计类指标和预警类指标以及为变电站提供视频窗口。变电站智能鸟害防治管理装置包括前述的变电站智能鸟害防治管理系统以及携带驱鸟设备的巡检机器人。本发明能够提升鸟害防治效果，提高鸟害管理质效。
Description
技术领域
本发明涉及变电站驱鸟技术领域，具体涉及一种变电站智能鸟害防治管理系统和装置。
背景技术
随着生态环境日益改善和大众环保意识逐渐增强，变电站鸟类活动逐渐增多。鸟类在变电站周围活动，易引起设备故障跳闸，目前已成为影响变电站安全稳定运行的重要因素。变电站涉鸟故障主要包括鸟巢类与鸟粪类故障两类。鸟巢类故障是指鸟窝筑巢材料下落短接下方的套管、绝缘子串等，引起开关跳闸。鸟粪类故障是指鸟粪污染套管、绝缘子等，使绝缘水平下降，导致闪络引起开关跳闸。
目前，变电站鸟害防治措施包括变电站鸟害巡视、配置防鸟害设备两类。变电站鸟害巡视重点在于发现站内存在的鸟巢、鸟粪等威胁隐患。防鸟害设备主要包括“驱”“堵”“引”三类，现有研究侧重于对某种技术的改进或多种技术的综合应用。这两类鸟害防治措施均聚焦于站端，属于鸟害防治的具体执行措施。从电网公司鸟害防治管理的角度，现有管理虽取得一定的鸟害防治成果，但仍存在不足：一是缺乏对变电站鸟害风险的量化认识，影响了鸟害防治效果的进一步提升；二是缺少对变电站鸟害数据的全面客观评价，管理者难以快速获取鸟害关键信息，鸟害管理质效有待提高；三是变电站鸟害管理工作缺乏整合与集成，管理工作效率有待提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种鸟害防治效果较好、提高鸟害管理质效的变电站智能鸟害防治管理系统和装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种变电站智能鸟害防治管理系统，包括：
存储单元，所述存储单元用于存储变电站的工作情况数据和鸟害情况数据；
数据处理单元，所述数据处理单元用于基于所述变电站的工作情况数据和鸟害情况数据计算变电站鸟害的统计类指标和预警类指标；
鸟害主动防治单元，所述鸟害主动防治单元用于根据所述变电站鸟害的统计类指标和预警类指标实现鸟害防治功能；
可视化单元，所述可视化单元用于显示所述变电站鸟害的统计类指标和预警类指标以及为所述变电站提供视频窗口。
所述变电站的工作情况数据包括变电站属性数据、变电站防鸟害设备台帐数据、变电站户外设备区工作数据；所述鸟害情况数据包括变电站鸟巢统计数据、变电站筑巢鸟类数据。
所述预警类指标包括变电站鸟类筑巢吸引力指标、变电站鸟害风险指标以及鸟巢消缺告警指标；
所述变电站鸟类筑巢吸引力指标的计算方法为：
αi＝uxi+vyi+wzi
其中，αi为变电站鸟类筑巢吸引力指标，xi为变电站户外/半户内/户内站类型评分，yi为变电站周边人员密集程度评分，zi为变电站周边鸟类食物充裕程度评分，u为变电站户外/半户内/户内站类型权重系数，v为变电站周边人员密集程度权重系数，w为变电站周边鸟类食物充裕程度权重系数；
所述变电站鸟害风险指标的计算方法为：
ρi,t＝αiβt(1+γt)
其中，ρi,t为变电站鸟害风险指标，βt为时间吸引力修正因子，γt为变电站户外设备区工作加成系数；
所述鸟巢消缺告警指标的计算方法为：
ηy＝(T-ty)/T
其中，ηy为鸟巢消缺告警指标，ty为鸟巢缺陷存在时间，T为鸟巢缺陷处理时间限值。
所述数据处理单元按照设定的周期计算所述统计类指标和所述预警类指标。
所述鸟害主动防治单元所实现的鸟害防治功能包括鸟害高风险变电站针对性巡视、值班员变电站鸟害巡视技术指导、临时移动防鸟害设备管控。
实现鸟害高风险变电站针对性巡视的方法为：基于所述变电站鸟害风险指标和预设的风险阈值确定所述变电站的鸟害风险等级，并基于所述变电站的鸟害风险等级在变电站正常巡视计划的基础上增加对应的巡视次数；
实现值班员变电站鸟害巡视技术指导的方法为：向值班员班组发送基于所述鸟害情况数据、所述变电站鸟害的统计类指标和预警类指标的变电站鸟害统计与分析报告；
实现临时移动防鸟害设备管控的方法为：控制携带驱鸟设备的巡检机器人进行巡检和驱鸟。
所述变电站的鸟害风险等级包括Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，则针对所述变电站的鸟害风险等级为Ⅰ级的所述变电站，在其正常巡视计划的基础上增加1～2次巡视。
一种变电站智能鸟害防治管理装置，包括前述的变电站智能鸟害防治管理系统以及在所述变电站智能鸟害防治管理系统控制下进行巡检的携带驱鸟设备的巡检机器人。
所述驱鸟设备包括声音驱鸟设备和超声波驱鸟设备。
所述声音驱鸟设备和超声波驱鸟设备交替工作。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够提升鸟害防治效果，提高鸟害管理质效和鸟害管理工作效率。
附图说明
附图1为本发明的变电站智能鸟害防治管理系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，一种变电站智能鸟害防治管理系统，包括存储单元、数据处理单元、鸟害主动防治单元和可视化单元四大功能模块，存储单元与数据处理单元单向通信连接，鸟害主动防治单元和可视化单元分别与与数据处理单元双向通信连接。各功能模块的方案具体如下：
1.存储单元
存储单元用于存储变电站的工作情况数据和鸟害情况数据。变电站的工作情况数据包括变电站属性数据、变电站防鸟害设备台帐数据、变电站户外设备区工作数据；鸟害情况数据包括变电站鸟巢统计数据、变电站筑巢鸟类数据。
具体的，变电站鸟巢统计数据包括鸟巢发现时间，鸟巢所在班组名称、所在变电站名称、所在设备名称，鸟巢风险等级，是否需要停电处理等。变电站筑巢鸟类数据包括变电站所在区域的潜在筑巢鸟类以及通过照片、视频等方式确定的变电站内活动的鸟类数据，包括鸟的种类、居留类型、外形特征、栖息环境、繁殖期、鸟巢特征等。变电站属性数据包括变电站户外/半户内/户内站类型、变电站周边人员密集程度、变电站周边鸟类食物充裕程度。变电站防鸟害设备台帐数据包括各变电站配置的防鸟害设备名称、厂家、安装位置、技术指标等。变电站户外设备区工作数据包括变电站户外设备区开展工作的工作内容、范围、时间等。
存储单元采用关系型数据库，保存变电站鸟巢统计数据、变电站筑巢鸟类数据、变电站属性数据、变电站防鸟害设备台帐数据、变电站户外设备区工作数据，为后续数据处理单元的处理与分析提供真实可靠数据。存储单元所需存储容量较大，且需具有较好的扩展性，但数据多为一次性或周期性录入，读写性能要求无需过高。
2.数据处理单元
数据处理单元用于基于变电站的工作情况数据和鸟害情况数据计算变电站鸟害的统计类指标和预警类指标，支撑鸟害主动防治单元与可视化单元的功能实现。
具体的，变电站鸟害统计类指标作用为，让管理者全面快速地获取鸟害历史数据、台帐数据中的关键信息，准确把握变电站鸟害防治工作的现状。统计类指标主要包括各班组发现的鸟巢数量、各变电站发现的鸟巢数量、不同设备发现的鸟巢数量、不同月份发现的鸟巢数量、不同缺陷等级的鸟巢数量、鸟巢缺陷处置率、各变电站防鸟害设备数量等。变电站鸟害预警类指标作用为，量化变电站鸟害风险，从而有针对性地采取鸟害防治措施，提高鸟害防治效果。预警类指标主要包括变电站鸟类筑巢吸引力指标、变电站鸟害风险指标以及鸟巢消缺告警指标等。
变电站鸟类筑巢吸引力指标，从变电站的鸟类潜在筑巢位置数量、鸟类活动受干扰程度以及鸟类食物充裕程度等角度，对变电站进行量化评价与综合打分，其计算方法为：
αi＝uxi+vyi+wzi
其中，αi为变电站鸟类筑巢吸引力指标，xi为变电站户外/半户内/户内站类型评分，yi为变电站周边人员密集程度评分，zi为变电站周边鸟类食物充裕程度评分，u为变电站户外/半户内/户内站类型权重系数，v为变电站周边人员密集程度权重系数，w为变电站周边鸟类食物充裕程度权重系数。
变电站鸟害风险指标，基于变电站固有属性对鸟类筑巢吸引力的量化分析，进一步考虑鸟类主要繁殖期、变电站户外设备区工作对鸟类筑巢的影响，其计算方法为：
ρi,t＝αiβt(1+γt)
其中，ρi,t为变电站鸟害风险指标，βt为时间吸引力修正因子，γt为变电站户外设备区工作加成系数；
鸟巢消缺告警指标，针对危急鸟巢缺陷，追踪鸟巢处理进度，给予告警提示，其计算方法为：
ηy＝(T-ty)/T
其中，ηy为鸟巢消缺告警指标，ty为鸟巢缺陷存在时间，T为鸟巢缺陷处理时间限值。
上述方案中，基于变电站鸟巢历史数据与潜在筑巢鸟类特征分析，采用专家打分法与层次分析法相结合的综合评价法，确定变电站鸟类筑巢吸引力指标与变电站鸟害风险指标。数据处理单元接收鸟害主动防治单元与可视化单元的应用需求，从存储单元中调取所需数据，完成相关指标计算并返回数据，为鸟害主动防治单元与可视化单元的功能实现提供数据支撑。
数据处理单元按照设定的周期(例如每月或每日)计算统计类指标和预警类指标。
3.鸟害主动防治单元
鸟害主动防治单元用于根据变电站鸟害的统计类指标和预警类指标实现鸟害防治功能，鸟害主动防治单元所实现的鸟害防治功能包括鸟害高风险变电站针对性巡视、值班员变电站鸟害巡视技术指导、临时移动防鸟害设备管控等。
实现鸟害高风险变电站针对性巡视的方法为：基于变电站鸟害风险指标和预设的风险阈值确定变电站的鸟害风险等级，并基于变电站的鸟害风险等级在变电站正常巡视计划的基础上增加对应的巡视次数。例如，依托数据处理单元按月生成的变电站鸟害风险指标，以及预先确定的风险阈值，确定变电站的鸟害风险等级，变电站的鸟害风险等级包括Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，则针对变电站的鸟害风险等级为Ⅰ级的变电站，在其正常巡视计划的基础上增加1～2次巡视，按月滚动更新调整，直至完成年度鸟害防治工作。
实现值班员变电站鸟害巡视技术指导的方法为：以班组为单位，向值班员班组发送班组管辖变电站的基于鸟害情况数据、变电站鸟害的统计类指标和预警类指标的变电站鸟害统计与分析报告，报告主要内容包括当月变电站鸟巢数据统计、鸟巢缺陷处理情况统计、变电站鸟类筑巢位置及对应的鸟类筑巢次数统计、变电站鸟害巡视重点及建议等，以供班组向值班员进行宣贯，辅助提高值班员鸟害巡视工作质效。
实现临时移动防鸟害设备管控的方法为：控制携带驱鸟设备并配备图像拍摄设备的巡检机器人按预定路线进行智能巡视和驱鸟。巡视期间一方面对鸟类易筑巢位置进行可见光拍照，根据图像识别结果智能判断鸟巢，另一方面按照预置逻辑综合使用多种防鸟害设备进行驱鸟，包括声音驱鸟、超声波驱鸟设备两类。其中，预定路线可以人工选定或是系统推荐。驱鸟设备协调控制的预置逻辑为，声音驱鸟与超声波驱鸟须交替进行，声音驱鸟为按照变电站潜在筑巢鸟类特征滚动播放天敌声音，并间隔一段时间更新鸟类天敌声音数据库，超声波驱鸟为在一定频率范围内随机选择频率，发出超声波。
鸟害主动防治单元是变电站智能鸟害防治管理系统的功能应用单元，可实现多个鸟害防治功能模块的有效集成与高效管理，须具有较好的可扩展性。
4.可视化单元
可视化单元用于显示变电站鸟害的统计类指标和预警类指标以及为变电站提供视频窗口。
具体的，可视化单元展示的变电站鸟害统计类和预警类指标，包括各班组发现的鸟巢数量、各变电站发现的鸟巢数量、不同设备发现的鸟巢数量、不同月份发现的鸟巢数量、不同风险等级的鸟巢数量、鸟巢缺陷处置完成率、各变电站配置的防鸟害设备数量，变电站鸟类筑巢吸引力指标、鸟害风险指标，鸟害风险等级以及鸟巢消缺告警指标等。展示方式包括折线图、柱形图、饼图、环形图、面积图、着色地图等。变电站高清视频窗口，可以连接并控制变电站内高清视频摄像头，重点关注鸟害高风险变电站的施工现场、人员巡视情况。
上述方案应用时，存储单元存储的数据类型多样，按照数据输入频次划分，可分为一次性输入、零散补充输入、按日输入、按月输入。一次性输入数据，为建立鸟害防治管理系统时一次性输入的基础数据，主要包括变电站潜在筑巢鸟类信息、存量变电站的属性数据、存量变电站防鸟害设备台帐数据等。零散补充输入数据，为根据生产计划与应用需求补充录入的扩展数据，主要包括通过照片、视频等方式确定的变电站内活动的鸟类数据、增量变电站的属性数据、增量变电站防鸟害设备台帐数据等。按日输入数据，为每日定期输入的数据，主要包括新发现的变电站鸟巢统计数据、鸟巢缺陷处理情况等。按月输入数据，为每月定期输入的数据，主要包括下月度变电站户外设备区的工作计划等。
每日，数据处理单元会基于存储单元更新后的数据，计算变电站鸟害统计类指标和鸟巢消缺告警指标，并传递给可视化单元，管理者可通过可视化单元展示的指标内容，快速准确把握变电站鸟害防治工作现状，及时采取诸如开展防鸟害智能巡检机器人巡视等措施降低鸟害风险。每月，数据处理单元会依据下月度变电站户外设备区工作计划，更新下月度的变电站鸟害风险指标，确定变电站鸟害风险等级，针对鸟害I级风险变电站开展针对性鸟害巡视，此外每月会定期向班组发送系统自动生成的变电站鸟害统计与分析报告，向值班员提供鸟害巡视技术指导。
本发明提出的变电站智能鸟害管理系统可通过硬件结合软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明实施例所述的全部或部分。前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等可以存储程序代码的介质。
基于上述变电站智能鸟害管理系统所构建的变电站智能鸟害防治管理装置的方案为：其包括前述的变电站智能鸟害防治管理系统以及在变电站智能鸟害防治管理系统控制下进行巡检的携带驱鸟设备的巡检机器人。其中，驱鸟设备包括交替工作的声音驱鸟设备和超声波驱鸟设备。巡检机器人还配置图像拍摄设备，并能够对鸟巢进行拍照和智能识别。
上述方案搭建了变电站鸟害评价指标体系，实现了变电站鸟害风险的量化评价以及鸟害数据的全面客观评价，为进一步提高鸟害防治工作质效奠定了坚实数据基础。该系统实现了变电站鸟害防治工作的有效整合，通过鸟害主动防治单元与可视化单元，实现了鸟害评价指标体系的扩展应用，可针对鸟害高风险变电站开展针对性巡视，可为值班员鸟害巡视提供技术指导，可使管理者快速获取鸟害关键信息，提高了鸟害防治工作质效。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变电站智能鸟害防治管理系统，其特征在于：所述变电站智能鸟害防治管理系统包括：
存储单元，所述存储单元用于存储变电站的工作情况数据和鸟害情况数据；
数据处理单元，所述数据处理单元用于基于所述变电站的工作情况数据和鸟害情况数据计算变电站鸟害的统计类指标和预警类指标；
鸟害主动防治单元，所述鸟害主动防治单元用于根据所述变电站鸟害的统计类指标和预警类指标实现鸟害防治功能；
可视化单元，所述可视化单元用于显示所述变电站鸟害的统计类指标和预警类指标以及为所述变电站提供视频窗口。
2.根据权利要求1所述的变电站智能鸟害防治管理系统，其特征在于：所述变电站的工作情况数据包括变电站属性数据、变电站防鸟害设备台帐数据、变电站户外设备区工作数据；所述鸟害情况数据包括变电站鸟巢统计数据、变电站筑巢鸟类数据。
3.根据权利要求2所述的变电站智能鸟害防治管理系统，其特征在于：所述预警类指标包括变电站鸟类筑巢吸引力指标、变电站鸟害风险指标以及鸟巢消缺告警指标；
所述变电站鸟类筑巢吸引力指标的计算方法为：
αi＝uxi+vyi+wzi
其中，αi为变电站鸟类筑巢吸引力指标，xi为变电站户外/半户内/户内站类型评分，yi为变电站周边人员密集程度评分，zi为变电站周边鸟类食物充裕程度评分，u为变电站户外/半户内/户内站类型权重系数，v为变电站周边人员密集程度权重系数，w为变电站周边鸟类食物充裕程度权重系数；
所述变电站鸟害风险指标的计算方法为：
ρi,t＝αiβt(1+γt)
其中，ρi,t为变电站鸟害风险指标，βt为时间吸引力修正因子，γt为变电站户外设备区工作加成系数；
所述鸟巢消缺告警指标的计算方法为：
ηy＝(T-ty)/T
其中，ηy为鸟巢消缺告警指标，ty为鸟巢缺陷存在时间，T为鸟巢缺陷处理时间限值。
4.根据权利要求3所述的变电站智能鸟害防治管理系统，其特征在于：所述数据处理单元按照设定的周期计算所述统计类指标和所述预警类指标。
5.根据权利要求3所述的变电站智能鸟害防治管理系统，其特征在于：所述鸟害主动防治单元所实现的鸟害防治功能包括鸟害高风险变电站针对性巡视、值班员变电站鸟害巡视技术指导、临时移动防鸟害设备管控。
6.根据权利要求5所述的变电站智能鸟害防治管理系统，其特征在于：实现鸟害高风险变电站针对性巡视的方法为：基于所述变电站鸟害风险指标和预设的风险阈值确定所述变电站的鸟害风险等级，并基于所述变电站的鸟害风险等级在变电站正常巡视计划的基础上增加对应的巡视次数；
实现值班员变电站鸟害巡视技术指导的方法为：向值班员班组发送基于所述鸟害情况数据、所述变电站鸟害的统计类指标和预警类指标的变电站鸟害统计与分析报告；
实现临时移动防鸟害设备管控的方法为：控制携带驱鸟设备的巡检机器人进行巡检和驱鸟。
7.根据权利要求6所述的变电站智能鸟害防治管理系统，其特征在于：所述变电站的鸟害风险等级包括Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，则针对所述变电站的鸟害风险等级为Ⅰ级的所述变电站，在其正常巡视计划的基础上增加1～2次巡视。
8.一种变电站智能鸟害防治管理装置，其特征在于：所述变电站智能鸟害防治管理装置包括权利要求1至7中任一项所述的变电站智能鸟害防治管理系统以及在所述变电站智能鸟害防治管理系统控制下进行巡检的携带驱鸟设备的巡检机器人。
9.根据权利要求8所述的变电站智能鸟害防治管理装置，其特征在于：所述驱鸟设备包括声音驱鸟设备和超声波驱鸟设备。
10.根据权利要求9所述的变电站智能鸟害防治管理装置，其特征在于：所述声音驱鸟设备和超声波驱鸟设备交替工作。
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