CN116187985A - 一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统 - Google Patents

一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统 Download PDF

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CN116187985A CN202310491099.9A CN202310491099A CN116187985A CN 116187985 A CN116187985 A CN 116187985A CN 202310491099 A CN202310491099 A CN 202310491099A CN 116187985 A CN116187985 A CN 116187985A
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Abstract

本发明涉及电力系统巡检图像处理领域，具体为一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，该分析系统包括台变定位模块、飞行巡检单元、电力台区数据库、台变静态图像采集模块、台变静态图像分析模块、台变热力图像采集模块、台变热力图像分析模块和台变综合分析模块。本发明对各台重点位置的图像进行定点采集并对其进行分析，进而反应各台变重点部位在静态布设方面符合指数，并对各台变的变压器进行热力图像分析，从而反应各台变重点发热源在运行方面的符合指数，将各变台静态布设方面符合指数与运行方面的符合指数综合分析得到各台变综合符合度，进而更加全面的反应各台变的整体情况，增加电力台区内各台变分析的精准度。

Description

一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统
技术领域
本发明涉及电力系统巡检图像处理领域，特别涉及一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统。
背景技术
电力系统巡检是对电力设备、电线电缆、电力传输各区域进行定期或不定期的巡视和检查，以确保整个电力系统的正常运行和安全性。电力系统巡检主要对变电站、高压传输线路、电力台区的电力设施进行设备状况、连接情况、接地情况以及是否存在潜在故障等方面的检查。
电力台区是电力系统巡检的一部分，由于电力台区面积较大、设备较为分散、设备隐患点较多等问题需要对其重点巡检，随着智能化的发展，电力台区巡检时多采用无人机对电力系统中各个区域进行图像采集，并将图像进行分析的方式来判断电力系统中存在的问题，但现在电力台区图像采集的精准度存在不足，从而影响电力台区的分析。针对该问题，公开号为CN113359826A的发明专利申请公开了一种无人机智能电力巡检系统，该系统利用无人机搭载智能巡检系统，对输电线路进行定点巡检和长距离巡检，将无人机的飞行状态信息、传感器的参数信息、电池电量信息和航拍图像分别通过数据和图像传输模块传输至地面控制中心，进而增加电力系统图像采集的精度。
上述现有技术虽然能够增加图像采集的精度，但是电力台区中包含若干各台变，对于如何提高各台变可能存在问题的分析方面没有涉及，且台变上的电力设备较多，对台变的每个电力设备进行分析数据分析量较大，且各个数据会相互干扰，从而影响台变分析的精准度，且台变在图像采集时会因采集位置有偏差进而影响台变的分析，此外台变还会存在发热量超限的设备，因此现有技术没有对其进行综合考虑，进一步影响电力台区分析的精准度。
发明内容
本发明解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，该电力系统智能巡检分析系统用于对电力台区中各台变进行图像采集，并通过图像处理的方式分析各台变的综合符合度，该电力系统智能巡检分析系统包括：
台变定位模块，用于对各台变的位置进行定位，并根据电力台区的电缆传输方向对各台变进行依次编号；
飞行巡检单元，用于根据各台变的位置对其进行定位巡检；
电力台区数据库，用于储存电力台区各台变中各个部件的各项标准参数、各部件的标准发热数据与最大极限发热数据；
台变静态图像采集模块，用于对各台变重点部位进行静态图像采集，得到各台变重点部位的各项静态参数，所述各台变的重点部位包括各台变的支撑部位、输电部位、接地部位；
台变静态图像分析模块，用于通过读取各台变的重点部位的各项参数，分析得到各台变支撑部位的符合度、输电部位的符合度、接地部位的符合度，并根据各台变支撑部位的符合度、输电部位的符合度、接地部位的符合度分析得到各台变的静态符合指数将其记为
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，/>
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表示第h个台变支撑部位的符合度，/>
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表示输电部位的符合度，/>
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表示接地部位的符合度，/>
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表示第h个台变的编号，/>
Figure SMS_7
，Y1、Y2、Y3分别表示支撑部位的符合度的权值因子、输电部位的符合度的权值因子、接地部位的符合度的权值因子；
台变热力图像采集模块，用于对各台变的主要发热区域进行热力图像采集，得到各台变的主要发热区域的各项热力参数，所述主要发热区域为各台变的变压器区域；
台变热力图像分析模块，用于根据各台变的主要发热区域的各项热力参数分析得到各台变热力符合指数；
台变综合分析模块，用于根据各台变的静态符合指数、各台变热力符合指数分析得到各台变的综合符合度，通过在各台变的综合符合度中筛选小于综合符合度阈值的各台变，将其记为各问题台变，并对各问题台变进行重点巡检与维修。
优选的，所述各台变的支撑部位包括支撑杆塔、支撑杆塔上的横担、支撑杆塔之间的变压器托架；各台变的输电部位为变压器的出线端与配电箱进线端之间的电缆，并将其记为台变电缆；各台变的接地部位为接地扁铁。
优选的，所述各台变重点部位的各项静态参数的获取方式为：
第一步、通过设置在飞行巡检单元的静态采集端对各台变的支撑部位进行静态图像采集，得到各台变杆塔的高度、杆塔的偏斜度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差；
第二步、通过飞行巡检单元飞行到各台变的变压器的出线端与配电箱进线端之间的电缆的正前方，进而对各台变的台变电缆进行静态图像采集，得到各台变电缆的长度以及出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度；
第三步、通过飞行巡检单元分别飞行到接地扁铁的侧面与正面，进而对接地扁铁进行静态图像采集，得到各台变接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离。
优选的，所述各台变的支撑部位的各项静态参数获取的具体操作为：通过控制飞行巡检单元飞行到各台变的正前方规定高度与位置，飞行巡检单元上的静态采集端对各台变杆塔的高度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差进行采集；
控制飞行巡检单元飞行到各台变的顶部，进而对各台变杆塔的偏斜度进行采集。
优选的，所述各台变支撑部位的符合度的分析方式为：
通过读取各台变杆塔的高度、杆塔的偏斜度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差，其中各台变杆塔的高度将其记为
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、/>
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，/>
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表示第h个台变的第一根杆塔，/>
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表示第h个台变的第二根杆塔；将其带入公式
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，得到各台变杆塔的高度影响参数/>
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表示杆塔的标准高度，/>
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表示杆塔的埋设长度，/>
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表示杆塔高度的修正系数；
将各台变杆塔的偏斜度记为
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、/>
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，将其带入公式
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，得到各台变杆塔的偏斜度影响参数/>
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，
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表示杆塔偏斜度的修正系数；
将各台变杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离记为
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，i表示第i个横担，
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，将其带入公式/>
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，得到台变杆塔上各横担距离偏差影响参数/>
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表示杆塔第i个横担与杆塔顶部之间的标准距离，/>
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表示杆塔横担距离偏差的修正系数；
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；将其带入公式
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，得到各台变杆塔之间的变压器支架偏差影响参数/>
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，
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表示杆塔之间的变压器支架偏差的修正系数；
将各台变杆塔的高度影响参数、杆塔的偏斜度影响参数、杆塔上各横担距离偏差影响参数、各杆塔之间的变压器支架偏差影响参数代入公式
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，得到各台变支撑部位的符合度/>
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分别表示杆塔的高度影响参数的影响因子、杆塔的偏斜度影响参数的影响因子、杆塔上各横担距离偏差影响参数的影响因子、各杆塔之间的变压器支架偏差影响参数的影响因子。
优选的，所述各台变输电部位的符合度的分析方式为：通过读取各台变电缆的长度以及出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度，将其分别记为
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、/>
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、/>
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，并读取电力台区数据库中台变电缆的标准长度以及出线端、进线端的标准弯折弧度，进而分析得到各台变输电部位的符合度，/>
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，
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表示台变电缆的标准长度，/>
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表示台变电缆单位长度偏差的影响率，/>
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表示台变电缆出线端标准弧度，/>
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表示台变电缆进线端标准弧度，/>
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表示台变输电部位的修正系数。
优选的，所述各台变接地部位的符合度的分析方式为：读取各台变接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离，进而分析得到各台变接地部位的符合度，将其记为
Figure SMS_47
。
优选的，所述台变热力图像采集模块具体分析方式为：通过设置在飞行巡检单元的热力采集端对各台变的变压器区域进行热力图像采集，通过将各台变采集的热力图像与变压器区域安全热力图像进行比对，筛选热力图像的颜色深度等级超过变压器标准热力图像颜色深度的各个区域，并统计各个区域对应的面积，将各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积记为
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，j表示变压器的热力图像的颜色深度等级比变压器标准热力图像的颜色深度等级大j个等级，/>
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。
优选的，所述各台变热力符合指数的分析方式为，通过读取各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积，将其带入公式
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，得到各台变热力符合指数/>
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，其中Z表示热力符合指数的修正系数，/>
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表示热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级单位面积的影响系数，/>
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表示热力图像的颜色深度等级比变压器标准热力图像的颜色深度等级大j个等级时的影响系数。/>
优选的，所述各台变的综合符合度的计算公式为
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，/>
Figure SMS_55
表示各台变的综合符合度，通过筛选小于综合符合度阈值的各台变，将其记为各问题台变，并对各问题台变进行重点巡查并维修。
本发明的有益效果如下：
一、本发明通过对各台重点位置的图像进行定点采集并对其进行分析，进而反应各台变重点部位在静态布设方面符合指数，且本发明通过对各台变的变压器进行热力图像分析，从而反应各台变重点发热源在运行方面的符合指数，将各变台静态布设方面符合指数与运行方面的符合指数进行综合分析得到各台变综合符合度，进而更加全面的反应各台变的整体情况，增加电力台区内各台变分析的精准度，本发明通过将各台变进行定位，进而快速的将存在问题的各台变进行重点巡检与维修，增加电力台区巡检的智能性和针对性。
二、本发明通过对各台变支撑部位、输电部位、接地部位三个对台变安全运行影响较大且重要的方向进行图像采集进行分析，进而在减小分析数据量的同时增加台变分析的精准度。
三、本发明通过控制飞行巡检单元飞行到各台变的正前方规定高度与位置能够防止图像出现比例偏差的问题，进而增加数据获取的精度；通过杆塔底部的中心为中心对杆塔竖直方向的图像进行采集，且通过图像上杆塔底部中心点与其顶部中心点的间距、杆塔底部直径来确定杆塔的偏斜度，增加杆塔数据获取的精度。
四、本发明对台变电缆进行长度以及出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度进行采集并分析，进而防止台变电缆长度过长或者过短对电缆的连接造成影响，同时防止台变电缆的出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度过大或者过小对其连接稳定性造成影响。
五、本发明通过对各台变接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离进行采集，接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离参数能够反应接地扁铁发生变形等情况，接地扁铁绝缘漆脱落能够反应接地扁铁发生锈蚀或降低接地扁铁的使用性能的情况，接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离能够反应螺栓是否发生松动。
六、通过各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积，能够反应变压器温度高于预设标准值的等级情况以及对应面积，进而反应出变压器存在的热力隐患大小程度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统的各模块之间的连接示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，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。
参阅图1，一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，该电力系统智能巡检分析系统用于对电力台区中各台变进行图像采集，并通过图像处理的方式分析各台变的综合符合度，该电力系统智能巡检分析系统包括台变定位模块、飞行巡检单元、电力台区数据库、台变静态图像采集模块、台变静态图像分析模块、台变热力图像采集模块、台变热力图像分析模块和台变综合分析模块。
上述模块中电力台区数据库与台变定位模块、台变静态图像分析模块、台变热力图像分析模块、台变综合分析模块连接，台变综合分析模块连接与台变静态图像分析模块、台变热力图像分析模块连接，飞行巡检单元、台变静态图像采集模块与台变静态图像分析模块连接，台变热力图像采集模块与台变热力图像分析模块连接，台变定位模块与飞行巡检单元连接。
台变定位模块用于对各台变的位置进行定位，并根据电力台区的电缆传输方向对各台变进行依次编号。通过将台变进行位置定位，能够快速的定位出各问题台变，进而便于人工将各问题台变进行维修处理。
飞行巡检单元用于根据各台变的位置对其进行定位巡检；通过飞行巡检单元能够对各台变不同的位置进行要求的图像进行采集，通过提高采集的图像的精度才能够根据图像精确的分析电力台区各台变的具体情况，飞行巡检单元上设置有静态采集端和热力采集端，静态采集端用于对各台变的静态图像进行采集，热力采集端用于对各台变的热力图像进行采集。
电力台区数据库用于储存电力台区各台变中各个部件的各项标准参数、各部件的标准发热数据与最大极限发热数据。
台变静态图像采集模块用于对各台变重点部位进行静态图像采集，得到各台变重点部位的各项静态参数，各台变的重点部位包括各台变的支撑部位、输电部位、接地部位，各台变重点部位出线问题会对台变的安全运行造成较大影响；其中，各台变的支撑部位能够反应台变上安装电力配件的状态，防止电力配件歪斜对其造成影响，各台变的输电部位主要针对电缆设置的不规范造成电缆出线内应力，导致电缆出线断裂甚至脱落的情况，各台变的接地部位主要反应接地的情况是否符合要求，防止台变的接地端出线的情况造成电力设备损坏。
各台变的支撑部位包括支撑杆塔、支撑杆塔上的横担、支撑杆塔之间的变压器托架；各台变的输电部位为变压器的出线端与配电箱进线端之间的电缆，并将其记为台变电缆；各台变的接地部位为接地扁铁；本发明支撑部位中支撑杆塔能够反应台变的稳定情况，支撑杆塔上的横担反应横担的安装高度是否符合要求，支撑杆塔之间的变压器托架能够反应变压器的歪斜情况。
各台变重点部位的各项静态参数的获取方式为：
第一步、通过设置在飞行巡检单元的静态采集端对各台变的支撑部位进行静态图像采集，得到各台变杆塔的高度、杆塔的偏斜度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差；
第二步、通过飞行巡检单元飞行到各台变的变压器的出线端与配电箱进线端之间的电缆的正前方，进而对各台变的台变电缆进行静态图像采集，得到各台变电缆的长度以及出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度；台变电缆的长度过长或者过短均会对电缆的连接造成影响，且台变电缆的出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度能够反应其是否符合要求，防止台变电缆的出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度过大或者过小对其连接稳定性造成影响；
第三步、通过飞行巡检单元分别飞行到接地扁铁的侧面与正面，进而对接地扁铁进行静态图像采集，得到各台变接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离，接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离过大易造成接地扁铁发生变形以及接地电缆发生晃动，接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离过小易造成接地点的螺栓不易调节以及接地电缆产生紧绷，接地扁铁绝缘漆脱落会造成接地扁铁发生锈蚀或降低接地扁铁的使用性能，接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离能够看出螺栓是否发生松动。
各台变的支撑部位的各项静态参数获取的具体操作为：通过控制飞行巡检单元飞行到各台变的正前方规定高度与位置，飞行巡检单元上的静态采集端对各台变的杆塔进行图像采集，对该图像采用自动识别的方式得到各台变杆塔的高度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差，通过控制飞行巡检单元飞行到各台变的正前方规定高度与位置能够防止图像出现比例偏差的问题，进而增加数据获取的精度；
控制飞行巡检单元飞行到各台变的顶部，并对各台变的杆塔进行垂直方向的图像采集，通过该图像得到该杆塔底部的直径与其顶部的直径，基于该杆塔顶部位置与底部位置进行该杆塔底部中心点与顶部中心点的确定，进而得到该杆塔底部中心点与其顶部中心点的间距，通过公式：
Figure SMS_56
得到各台变杆塔的偏斜度，本发明通过杆塔底部的中心为中心对杆塔竖直方向的图像进行采集，且通过图像上杆塔底部中心点与其顶部中心点的间距、杆塔底部直径来确定杆塔的偏斜度，增加杆塔数据获取的精度。
台变静态图像分析模块，用于通过读取各台变的重点部位的各项参数，分析得到各台变支撑部位的符合度、输电部位的符合度、接地部位的符合度，并根据各台变支撑部位的符合度、输电部位的符合度、接地部位的符合度分析得到各台变的静态符合指数将其记为
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，Y1、Y2、Y3分别表示支撑部位的符合度的权值因子、输电部位的符合度的权值因子、接地部位的符合度的权值因子；通过各台变支撑部位的符合度、输电部位的符合度、接地部位的符合度能够从多方面对各台变的运行情况进行分析，增加台变分析的全面性与精确性。
具体的，各台变支撑部位的符合度的分析方式为：
通过读取各台变杆塔的高度、杆塔的偏斜度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差，其中各台变杆塔的高度将其记为
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表示第h个台变的第二根杆塔；将其带入公式
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表示杆塔的埋设长度，/>
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表示杆塔高度的修正系数；本发明通过将杆塔的标准高度减去其埋设长度，再将其计算结果与采集的台变杆塔的高度进行比较计算，进而分析杆塔是否发生沉降，杆塔发生沉降会严重影响台变的稳定性与安全性；
将各台变杆塔的偏斜度记为
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，将其带入公式
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，
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将各台变杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离记为
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，i表示第i个横担，
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，将其带入公式/>
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Figure SMS_85
表示杆塔横担距离偏差的修正系数；由于横担安装时，各横担之间的间距以及横担与杆塔顶部的高度都具有相关要求，因此通过台变杆塔上各横担距离偏差影响参数能够反应杆塔横担的相对位置是否发生位移等问题；
各台变杆塔之间的变压器支架两端的高度差记为
Figure SMS_86
；将其带入公式
Figure SMS_87
，得到各台变杆塔之间的变压器支架偏差影响参数/>
Figure SMS_88
，
Figure SMS_89
表示杆塔之间的变压器支架两端最大允许偏差值，e表示常数，/>
Figure SMS_90
表示杆塔之间的变压器支架偏差的修正系数；各台变杆塔之间的变压器支架偏差影响参数能够反应变压器的水平度，变压器发生倾斜时会对其安全运行产生较大影响；
将各台变杆塔的高度影响参数、杆塔的偏斜度影响参数、杆塔上各横担距离偏差影响参数、各杆塔之间的变压器支架偏差影响参数代入公式
Figure SMS_91
，得到各台变支撑部位的符合度/>
Figure SMS_92
，
Figure SMS_93
分别表示杆塔的高度影响参数的影响因子、杆塔的偏斜度影响参数的影响因子、杆塔上各横担距离偏差影响参数的影响因子、各杆塔之间的变压器支架偏差影响参数的影响因子；各台变支撑部位的符合度能够参考台变支撑部位易发生问题的各区域，为各台变支撑部位的符合度提供客观评价。
各台变输电部位的符合度的分析方式为：通过读取各台变电缆的长度以及出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度，将其分别记为
Figure SMS_95
、/>
Figure SMS_97
、/>
Figure SMS_100
，并读取电力台区数据库中台变电缆的标准长度以及出线端、进线端的标准弯折弧度，进而分析得到各台变输电部位的符合度，/>
Figure SMS_96
，
Figure SMS_98
表示台变电缆的标准长度，/>
Figure SMS_101
表示台变电缆单位长度偏差的影响率，/>
Figure SMS_102
表示台变电缆出线端标准弧度，/>
Figure SMS_94
表示台变电缆进线端标准弧度，/>
Figure SMS_99
表示台变输电部位的修正系数，因变压器接线位置易发生安全隐患且弯折点较多，进而本发明着重对对该位置的电缆进行分析。
各台变接地部位的符合度的分析方式为：读取各台变接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离，将其分别记为
Figure SMS_104
、/>
Figure SMS_108
、/>
Figure SMS_112
，其中各台变接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离/>
Figure SMS_105
包括各台变接地扁铁连接端上的避雷器接地螺栓头部与接地扁铁之间的距离/>
Figure SMS_109
、中性点接地螺栓头部与接地扁铁之间的距离/>
Figure SMS_113
、变压器外壳接地螺栓头部与接地扁铁之间的距离/>
Figure SMS_115
、配电箱接地螺栓头部与接地扁铁之间的距离/>
Figure SMS_103
，将各台变接地部位的各项参数进行分析得到各台变接地部位的符合度，各台变接地部位的符合度的计算公式为
Figure SMS_107
；/>
Figure SMS_111
表示接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的标准距离；/>
Figure SMS_114
表示接地扁铁绝缘漆的标准涂刷面积；/>
Figure SMS_106
表示接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的标准距离，
Figure SMS_110
分别表示接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间距离的修正系数、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积的修正系数、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离的修正系数；通过对各台变接地部位进行分析能够全面反应接地扁铁可能存在的隐患，防止接地扁铁存在的问题对台变的安全运行造成影响。
台变热力图像采集模块用于对各台变的主要发热区域进行热力图像采集，得到各台变的主要发热区域的各项热力参数，主要发热区域为各台变的变压器区域；由于变压器运行时温度较高，且变压器的性能受温度影响较大，因此通过变压器的热力检测能够反应台变热力的基本情况。
台变热力图像采集模块具体分析方式为：通过设置在飞行巡检单元的热力采集端对各台变的变压器区域进行热力图像采集，热力图像根据不同温度将其展示出相应深度等级的颜色，热力图像展示的颜色深度越深其深度等级越高并且温度越高，不同颜色深度等级表示设定的温度范围，通过将各台变采集的热力图像与变压器区域安全热力图像进行比对，筛选热力图像的颜色深度等级超过变压器标准热力图像颜色深度的各个区域，并统计各个区域对应的面积，将各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积记为
Figure SMS_116
，j表示变压器的热力图像的颜色深度等级比变压器标准热力图像的颜色深度等级大j个等级，/>
Figure SMS_117
；通过各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积，能够反应变压器温度高于预设值的情况以及对应面积，进而能够反应变压器存在的热力隐患大小程度。
台变热力图像分析模块用于根据各台变的主要发热区域的各项热力参数分析得到各台变热力符合指数；
各台变热力符合指数的分析方式为，通过读取各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积，将其带入公式
Figure SMS_118
，得到各台变热力符合指数/>
Figure SMS_119
，其中Z表示热力符合指数的修正系数，/>
Figure SMS_120
表示热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级单位面积的影响系数，/>
Figure SMS_121
表示热力图像的颜色深度等级比变压器标准热力图像的颜色深度等级大j个等级时的影响系数。
台变综合分析模块用于根据各台变的静态符合指数、各台变热力符合指数分析得到各台变的综合符合度，其计算公式为
Figure SMS_122
，/>
Figure SMS_123
表示各台变的综合符合度，通过在各台变的综合符合度中筛选小于综合符合度阈值的各台变，将其记为各问题台变，并对各问题台变进行重点巡检与维修。
本发明通过对各台变支撑部位、输电部位、接地部位三个方向的图像采集并对其进行分析，进而反应各台变重点部位在静态布设方面符合指数，且本发明通过对各台变的变压器进行热力图像分析，从而反应各台变重点发热源在运行方面的符合指数，将各变台静态布设方面符合指数与运行方面的符合指数进行综合分析得到各台变综合符合度，进而更加全面的反应各台变的整体情况，本发明通过将各台变进行定位，进而快速的将存在问题的各台变进行重点巡检与维修，增加电力台区巡检的智能性和针对性。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，仍涵盖在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，该电力系统智能巡检分析系统用于对电力台区中各台变进行图像采集，并通过图像处理的方式分析各台变的综合符合度，该电力系统智能巡检分析系统包括：
台变定位模块，用于对各台变的位置进行定位，并根据电力台区的电缆传输方向对各台变进行依次编号；
飞行巡检单元，用于根据各台变的位置对其进行定位巡检；
电力台区数据库，用于储存电力台区各台变中各个部件的各项标准参数、各部件的标准发热数据与最大极限发热数据；
台变静态图像采集模块，用于对各台变重点部位进行静态图像采集，得到各台变重点部位的各项静态参数，所述各台变的重点部位包括各台变的支撑部位、输电部位、接地部位；
台变静态图像分析模块，用于通过读取各台变的重点部位的各项参数，分析得到各台变支撑部位的符合度、输电部位的符合度、接地部位的符合度，并根据各台变支撑部位的符合度、输电部位的符合度、接地部位的符合度分析得到各台变的静态符合指数将其记为
Figure QLYQS_1
，
Figure QLYQS_2
，/>
Figure QLYQS_3
表示第h个台变支撑部位的符合度，/>
Figure QLYQS_4
表示输电部位的符合度，/>
Figure QLYQS_5
表示接地部位的符合度，/>
Figure QLYQS_6
表示第h个台变的编号，/>
Figure QLYQS_7
，Y1、Y2、Y3分别表示支撑部位的符合度的权值因子、输电部位的符合度的权值因子、接地部位的符合度的权值因子；
台变热力图像采集模块，用于对各台变的主要发热区域进行热力图像采集，得到各台变的主要发热区域的各项热力参数，所述主要发热区域为各台变的变压器区域；
台变热力图像分析模块，用于根据各台变的主要发热区域的各项热力参数分析得到各台变热力符合指数；
台变综合分析模块，用于根据各台变的静态符合指数、各台变热力符合指数分析得到各台变的综合符合度，通过在各台变的综合符合度中筛选小于综合符合度阈值的各台变，将其记为各问题台变，并对各问题台变进行重点巡检与维修。
2.根据权利要求1所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变的支撑部位包括支撑杆塔、支撑杆塔上的横担、支撑杆塔之间的变压器托架；各台变的输电部位为变压器的出线端与配电箱进线端之间的电缆，并将其记为台变电缆；各台变的接地部位为接地扁铁。
3.根据权利要求2所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变重点部位的各项静态参数的获取方式为：
第一步、通过设置在飞行巡检单元的静态采集端对各台变的支撑部位进行静态图像采集，得到各台变杆塔的高度、杆塔的偏斜度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差；
第二步、通过飞行巡检单元飞行到各台变的变压器的出线端与配电箱进线端之间的电缆的正前方，进而对各台变的台变电缆进行静态图像采集，得到各台变电缆的长度以及出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度；
第三步、通过飞行巡检单元分别飞行到接地扁铁的侧面与正面，进而对接地扁铁进行静态图像采集，得到各台变接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离。
4.根据权利要求3所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变的支撑部位的各项静态参数获取的具体操作为：通过控制飞行巡检单元飞行到各台变的正前方规定高度与位置，飞行巡检单元上的静态采集端对各台变杆塔的高度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差进行采集；
控制飞行巡检单元飞行到各台变的顶部，进而对各台变杆塔的偏斜度进行采集。
5.根据权利要求3所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变支撑部位的符合度的分析方式为：
通过读取各台变杆塔的高度、杆塔的偏斜度、杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离、杆塔之间的变压器支架两端的高度差，其中各台变杆塔的高度将其记为
Figure QLYQS_9
、/>
Figure QLYQS_12
，/>
Figure QLYQS_15
表示第h个台变的第一根杆塔，/>
Figure QLYQS_8
表示第h个台变的第二根杆塔；将其带入公式
Figure QLYQS_11
，得到各台变杆塔的高度影响参数/>
Figure QLYQS_14
，/>
Figure QLYQS_16
表示杆塔的标准高度，/>
Figure QLYQS_10
表示杆塔的埋设长度，/>
Figure QLYQS_13
表示杆塔高度的修正系数；
将各台变杆塔的偏斜度记为
Figure QLYQS_17
、/>
Figure QLYQS_18
，将其带入公式/>
Figure QLYQS_19
，得到各台变杆塔的偏斜度影响参数/>
Figure QLYQS_20
，/>
Figure QLYQS_21
表示杆塔的最大安全偏斜度，/>
Figure QLYQS_22
表示杆塔偏斜度的修正系数；
将各台变杆塔上各横担距离杆塔顶部的距离记为
Figure QLYQS_23
、/>
Figure QLYQS_24
，i表示第i个横担，
Figure QLYQS_25
，将其带入公式/>
Figure QLYQS_26
，得到台变杆塔上各横担距离偏差影响参数/>
Figure QLYQS_27
，/>
Figure QLYQS_28
表示杆塔第i个横担与杆塔顶部之间的标准距离，/>
Figure QLYQS_29
表示杆塔横担距离偏差的修正系数；
各台变杆塔之间的变压器支架两端的高度差记为
Figure QLYQS_30
；将其带入公式/>
Figure QLYQS_31
，得到各台变杆塔之间的变压器支架偏差影响参数/>
Figure QLYQS_32
，
Figure QLYQS_33
表示杆塔之间的变压器支架两端最大允许偏差值，e表示常数，/>
Figure QLYQS_34
表示杆塔之间的变压器支架偏差的修正系数；
将各台变杆塔的高度影响参数、杆塔的偏斜度影响参数、杆塔上各横担距离偏差影响参数、各杆塔之间的变压器支架偏差影响参数代入公式
Figure QLYQS_35
，得到各台变支撑部位的符合度/>
Figure QLYQS_36
，
Figure QLYQS_37
分别表示杆塔的高度影响参数的影响因子、杆塔的偏斜度影响参数的影响因子、杆塔上各横担距离偏差影响参数的影响因子、各杆塔之间的变压器支架偏差影响参数的影响因子。
6.根据权利要求3所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变输电部位的符合度的分析方式为：通过读取各台变电缆的长度以及出线端弯折弧度、进线端的弯折弧度，将其分别记为
Figure QLYQS_38
、/>
Figure QLYQS_41
、/>
Figure QLYQS_44
，并读取电力台区数据库中台变电缆的标准长度以及出线端、进线端的标准弯折弧度，进而分析得到各台变输电部位的符合度，/>
Figure QLYQS_40
，
Figure QLYQS_43
表示台变电缆的标准长度，/>
Figure QLYQS_45
表示台变电缆单位长度偏差的影响率，/>
Figure QLYQS_46
表示台变电缆出线端标准弧度，/>
Figure QLYQS_39
表示台变电缆进线端标准弧度，/>
Figure QLYQS_42
表示台变输电部位的修正系数。
7.根据权利要求3所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变接地部位的符合度的分析方式为：读取各台变接地扁铁安装的杆塔与其上端的连接端之间的距离、接地扁铁绝缘漆的涂刷面积、接地扁铁连接端上的螺栓头部与接地扁铁之间的距离，进而分析得到各台变接地部位的符合度，将其记为
Figure QLYQS_47
。
8.根据权利要求1所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述台变热力图像采集模块具体分析方式为：通过设置在飞行巡检单元的热力采集端对各台变的变压器区域进行热力图像采集，通过将各台变采集的热力图像与变压器区域安全热力图像进行比对，筛选热力图像的颜色深度等级超过变压器标准热力图像颜色深度的各个区域，并统计各个区域对应的面积，将各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积记为
Figure QLYQS_48
，j表示变压器的热力图像的颜色深度等级比变压器标准热力图像的颜色深度等级大j个等级，/>
Figure QLYQS_49
。
9.根据权利要求8所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变热力符合指数的分析方式为，通过读取各台变热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级的面积，将其带入公式
Figure QLYQS_50
，得到各台变热力符合指数/>
Figure QLYQS_51
，其中Z表示热力符合指数的修正系数，/>
Figure QLYQS_52
表示热力图像颜色深度等级大于相对位置的安全热力图像各个颜色深度等级单位面积的影响系数，/>
Figure QLYQS_53
表示热力图像的颜色深度等级比变压器标准热力图像的颜色深度等级大j个等级时的影响系数。
10.根据权利要求9所述一种基于图像处理的电力系统智能巡检分析系统，其特征在于，所述各台变的综合符合度的计算公式为
Figure QLYQS_54
，/>
Figure QLYQS_55
表示各台变的综合符合度。/>
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