CN116566060A - 一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图像识别的区域型远程智能巡视系统：通过综合数据网接入多座变电站的视频、机器人、无人机数据，采用大数据技术，实现变电站的远程智能巡视；系统主要由巡视主机、高清视频、机器人、无人机等组成，包含信息总览、查询统计、智能巡视、智能联动、立体巡视、设备运维等功能。一种基于图像识别的区域型远程智能巡视系统解决了以往变电站人工巡视安全风险高、人力占用多、巡视效果差等问题，促进了设备巡检模式转型、设备主人制落地，提升了变电站巡检点位覆盖率，提高了事故处置能力。

Description

一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统

技术领域

本发明属于变电站供应技术领域，具体涉及一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统。

背景技术

当前变电运检模式下衍生出各类系统分散独立、孤岛运行，且以主设备监控为主，不能及时反映辅助设备运行状态；巡检模式多依赖传统人工方式，受人力、物力及监控设施限制，巡检过程繁琐；开展遥控操作时，需到站核对设备状态，传统设备监控系统缺乏可靠的防误闭锁功能，对于逻辑校验复杂、操作耗时较长的倒闸操作，设备状态无法有效监测，安全性难以保障。主要存在以下问题：

(1)主辅设备监控不平衡

传统的电力监控系统未将主辅设备信息全部纳入集控站监控范围，且监控手段单一，存在设备监控强度不足、设备管理细度不够、变电设备状态无法全面感知等问题。

(2)设备巡检模式落后

传统设备巡检需填写大量纸质作业卡，工作量大、流程繁琐；巡检机器人单机运行，受摄像头高度和角度制约，有效视距狭窄，存在巡视死角，且机器人巡视任务下发及巡视结果上传不能自动化，全程需要人工参与，没有真正实现减轻运维工作压力的目标。

(3)远程操作防误逻辑性差

现有的监控系统仅靠人工经验实施遥控操作，防误闭锁功能可靠性不足。

有鉴于此，本申请提供一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统，以强化集控站“设备主人”状态感知能力、管控能力和应急处置能力。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统主辅设备监控不平衡、设备巡检模式落后和远程操作防误逻辑性差等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体结构如下：

一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统，主要由主辅设备监控系统、智能巡检系统、区域防误系统、一键顺控系统等组成；在安全性方面，新一代变电站集中监控系统模式下，主辅设备的信息通过一体化平台实现模型、图形和操作的融合；在功能性方面，新一代变电站集中监控系统基于一体化平台，实现主辅设备一体化全景展示、全面监控，进一步进行主辅模型的关联、数据的关联分析，主辅联合辅助决策等高级应用，监控和运维需求的高级功能；在可扩展性方面，该模式采用一体化架构，能够更好地适应运维人员的监控和运维需求，可实现一二次设备、辅助设备的全景监视、信息融合分析，用户权限统一分配管理，能够有效解决变电站设备监控信息与其他系统的信息交互问题，支持中台系统的数据调用需求。

进一步地，所述系统集约部署在主站端，通过集中建设主辅设备监控系统，融合基于多站点组网技术的集中式区域防误技术、设备位置“三确认”一键顺控技术，实现设备监控防误、图形远程开票等逻辑开闭锁优化，将传统人工倒闸操作模式转变为操作项目软件预制、操作任务模块式搭建、设备状态自动判别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行的一键顺控模式。

进一步地，在所述系统模式下，集控站层面建立一体化监控系统主站，基于统一平台，接入变电站内一二次设备、辅助设备的运行、告警、联动信息。在安全Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区建设集控应用功能，主辅设备信息在Ⅰ、Ⅱ区分开采集处理，实现一体应用及展示。纵向与变电站间通过实时网关机、服务网关机进行数据采集和指令交互。横向与集控站端智能巡视主机、区域防误主机、业务中台通过标准化的模型数据进行信息交互。如图1所示。

进一步地，所述系统通过远程操作强制性管控和授权式管理、动态信息实时监控等区域化防误管理，实现电网和变电站“互联闭锁、逻辑控制”；应用“监控系统获取变位信息”、“智能巡检系统图像识别位置状态”和“人工主动确认”的“三确认”校验体系，实现倒闸操作向程序化、智能化、简单化的顺控操作转型，有效降低倒闸操作人身风险与操作强度；优化缺陷识别模型，实现“多站一模型”的统一部署；结合影像匹配及对比技术，逐步实现“看得准、看得全”，进一步提高设备监控强度和管理细度，完成远程智能巡视替代现场人工例行巡视、一键顺控操作替代常规倒闸操作应用，实现“全面监控、远程遥控、一键顺控、智能巡检、智能联动、智能分析”，推动集控站由“作业执行单元”向“价值创造单元”转变，完成“三集中式”数字化集控站建设。

附图说明

图1为本申请实施提供的一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统架构图。

图2为本申请实施提供的主辅设备监控系统模式示意图。

图3为本申请实施提供的区域防误技术架构图。

图4为本申请实施提供的多站点独立组网网络架构图。

图5为本申请实施提供的顺控方案示意图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合系统功能及技术分析，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的系统功能及技术分析用以解释发明，并不用于限定发明。

独立建设主设备、辅助设备监控模式。在集控站层面建设独立的主设备监控系统、辅助设备监控系统，主设备接入变电站Ⅰ区的主设备监控信号，辅助设备监控系统接入Ⅱ区的辅助设备信息，主辅监控系统通过防火墙相连，交互设备联动信号。如图2所示。在现有主设备监控系统基础上，采用智能传感器、计算机、网络通信、射频识别以及智能控制等多种技术，将变电站内温湿度监测系统、通风风机监控系统、消防联动系统、电子围栏系统、空调系统、智能通风盖板系统、智能照明系统、微气象站等各种子系统整合在一起，使其由一个个独立的小型自动装置变为具备对话功能的智能设备，实现内部信息交互，在此基础上实现联动功能，减轻运维工作量，实现远程自动控制。

集中式区域防误。集控站区域智能防误主机通过子站防误系统获取断路器、隔离开关、接地刀闸(地线)、网(柜)门状态，主动识别地线身份闭锁套件，实现对各站接地刀闸(地线)分、合(挂、拆)情况统一管理，有效防止站间带接地合刀闸事件的发生。顺控操作前，可实现在集控站端一次接线图上按照任务内容模拟开票，集控站监控主机启动内置防误校验并向集控站区域智能防误主机发送顺控校核请求，集控站区域智能防误主机进行顺控操作防误模拟预演，通过后由集控系统远程执行一键顺控任务，其结果反馈集控站设备监控主机；顺控操作执行过程中，集控站设备监控主机向集控站区域智能防误主机发送单步操作校验请求，集控站区域智能防误主机进行单步防误校验，和集控站设备监控主机的防误校验结果形成不同原理的“双校验”，满足顺控操作防误的高可靠性要求，如图3所示。集中式区域防误超前运用了多站点独立组网技术，如图4所示，实现设备监控防误及开闭锁逻辑优化功能。遥控防误方面，通过与监控操作系统接口，实现设备遥控开(闭)锁指令下发。集控站对设备进行远程遥控操作时，向防误系统发出操作询问，防误系统通过安全校核手段，结合当前设备实时状态，智能分析判断操作可行性，并把校核结果反馈给监控系统，只有通过安全校核后才允许监控系统进行设备遥控操作，具备多个倒闸操作任务之间的相互闭锁功能，同时通过与变电站视频系统的硬盘录像机接口，实现视频联动，在变电站进行倒闸操作过程中，自动将摄像机调整到待操作设备，在远程可实时观看现场操作过程。集控式区域防误在开闭锁逻辑方面也实现了优化，在操作人接到操作任务后，可在防误系统一次接线图上进行图形模拟开票，按照五防逻辑进行判断，当发生错误操作时，系统强制性禁止模拟；系统预先储存变电站所有设备的操作规则，通过对一次设备加装锁具对其操作实施强制闭锁，只有经模拟预演检验无误后以正确的顺序进行操作方可解锁操作，从而实现五防功能，满足逻辑防误；操作人完成开票后，可对已生成操作票进行电子签章，提交监护人、值班长审核，如审核未通过，驳回由操作人重新拟票及票项定义，操作票进入开始执行状态后电子签章不能修改；还可实现作业安全分析单编辑、典型作业安全分析单管理；解锁任务，对检修范围停电设备可实现多步临时操作授权解锁操作，执行完成系统同步变位设备状态。

“三确认”式一键顺控。集控站一键顺控功能由操作者通过操控集控系统实现，包含顺控和智能防误两个系统的控制过程，同时，监控一键顺控程序运行，进入双层防误校验状态。一键顺控程序只有在校验成功后，才会继续执行预设程序；校验成功后，顺控程序操作间隔层装置完成倒闸操作。整个一键顺控系统的架构主要由主站端和变电站各安全分区构成，位于主站端的集控系统是电力系统对多个变电站多条线路进行顺控的控制中心，是信息处理、监视和控制的中心机构。在一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统中部署顺控操作票管理模块，采用基于状态转换集中式顺序控制方案，预先定义设备运行、热备用、冷备用状态，存储在监控系统中。集控站监控系统通过主站成票，在集中式区域防误联动下实现模拟预演，经区域防误审核进行单步逻辑校验后执行启动命令，完成顺控操作。主站式一键顺控功能具备面向所辖全部变电站设备的操作闭锁功能，为一键顺控操作提供模拟预演、防误校核功能。在部署顺控操作票管理模块时，采用基于状态转换集中式顺序控制方案，预先定义设备运行、热备用、冷备用状态，存储在监控系统中，如图4所示。一键顺控功能采用视频作为第二判据，经由正向隔离装置发送顺控指令至集中式智能巡检主站，主站下发命令至站端巡视设备，巡视设备调用结束后将数据和视频立即上送至主站系统，主站采用人工智能算法进行智能分析并进行结果确认和存储，将结果送至集控系统，一键顺控模块经反向隔离装置取到视频双确认结果判据。

集中式远程智能巡视。根据五通设备巡视标准要求，对设备标准化巡视进行拆分，分为人工巡视和机器巡视两部分，其中机器巡视将巡视内容和视频布点、视频角度等实际情况结合优化、整合巡视点位及巡视内容，优化巡视策略，实现可见光巡视替代、红外测温替代、带电检测替代、表计抄录替代，实施“人机协同”差异化巡视定制管理，逐步实现从人工巡检向“人机协同”模式的转变。集中式智能巡检系统部署在集控站内，由巡视机器人和视频设备组成的巡视设备完成对所辖区域内变电站的巡视工作，应用变电设备巡检影像人工智能识别技术、多视觉场景的影像融合技术、基于边缘计算的变电设备巡检缺陷诊断技术，实现变电设备缺陷识别、变电站设备状态识别两大功能；联动设备故障异常状态，自主下发巡检任务，采用“红外+高清视频”联合巡检模式，形成全方位、“动态+静态”全时段立体化巡检体系，生成详细巡视报告，准确识别设备缺陷，提高系统在复杂情况下的运行能力，大幅提升智能巡检准确率。

以上所述为发明的较佳功能及技术原理，并不用以限制发明，凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统，其特征在于，主要由主辅设备监控系统、智能巡检系统、区域防误系统、一键顺控系统等组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统，其特征在于，所述系统在安全性方面，主辅设备的信息通过一体化平台实现模型、图形和操作的融合；在功能性方面，新一代变电站集中监控系统基于一体化平台，实现主辅设备一体化全景展示、全面监控，进一步进行主辅模型的关联、数据的关联分析，主辅联合辅助决策等高级应用，监控和运维需求的高级功能；在可扩展性方面，该模式采用一体化架构，能够更好地适应运维人员的监控和运维需求，可实现一二次设备、辅助设备的全景监视、信息融合分析，用户权限统一分配管理，能够有效解决变电站设备监控信息与其他系统的信息交互问题，支持中台系统的数据调用需求。

3.根据权利要求1所述的一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统，其特征在于，所述系统集约部署在主站端，通过集中建设主辅设备监控系统，融合基于多站点组网技术的集中式区域防误技术、设备位置“三确认”一键顺控技术，实现设备监控防误、图形远程开票等逻辑开闭锁优化，将传统人工倒闸操作模式转变为操作项目软件预制、操作任务模块式搭建、设备状态自动判别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行的一键顺控模式。

4.根据权利要求1所述的一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统，其特征在于，在所述系统模式下，集控站层面建立一体化监控系统主站，基于统一平台，接入变电站内一二次设备、辅助设备的运行、告警、联动信息。在安全Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区建设集控应用功能，主辅设备信息在Ⅰ、Ⅱ区分开采集处理，实现一体应用及展示。纵向与变电站间通过实时网关机、服务网关机进行数据采集和指令交互。横向与集控站端智能巡视主机、区域防误主机、业务中台通过标准化的模型数据进行信息交互。

5.根据权利要求1所述的一种基于多系统融合的新一代变电站集中监控系统，其特征在于，所述系统通过远程操作强制性管控和授权式管理、动态信息实时监控等区域化防误管理，实现电网和变电站“互联闭锁、逻辑控制”；应用“监控系统获取变位信息”、“智能巡检系统图像识别位置状态”和“人工主动确认”的“三确认”校验体系，实现倒闸操作向程序化、智能化、简单化的顺控操作转型，有效降低倒闸操作人身风险与操作强度；优化缺陷识别模型，实现“多站一模型”的统一部署；结合影像匹配及对比技术，逐步实现“看得准、看得全”，进一步提高设备监控强度和管理细度，完成远程智能巡视替代现场人工例行巡视、一键顺控操作替代常规倒闸操作应用，实现“全面监控、远程遥控、一键顺控、智能巡检、智能联动、智能分析”，推动集控站由“作业执行单元”向“价值创造单元”转变，完成“三集中式”数字化集控站建设。