變電站數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)架構(gòu)及管理

電力建設(shè)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)有著明顯的拉動(dòng)作用，是一項(xiàng)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障和前提。近年來(lái)，中國(guó)電力行業(yè)迅速發(fā)展，行業(yè)規(guī)模大幅增長(zhǎng)，在5G、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的影響下，中國(guó)電力行業(yè)進(jìn)入了轉(zhuǎn)型升級(jí)的新時(shí)期。

數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)

——系統(tǒng)架構(gòu)及管理 ——

隨著“雙碳”政策目標(biāo)的提出，能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)型，電力供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革加速——火電進(jìn)一步實(shí)施“上大壓小”，淘汰落后產(chǎn)能；水電加強(qiáng)全流域管理，發(fā)揮蓄能價(jià)值，保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。與此同時(shí)，國(guó)家繼續(xù)大力發(fā)展風(fēng)電、光伏，提高新能源消納和存儲(chǔ)能力，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

目前，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為電網(wǎng)企業(yè)的工作重心。變電站是電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)著電壓變換、功率分配等重要功能，是電力運(yùn)行安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，隨著大規(guī)模新能源的接入，變電站的控制要求和安全水平必將面臨著新的挑戰(zhàn)。

- 運(yùn)維工作量持續(xù)增長(zhǎng)

- 運(yùn)行環(huán)境日趨復(fù)雜

- 變電站無(wú)人值守的需求

關(guān)于系統(tǒng)

#變電站數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)#

數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)是將數(shù)字化、智能化與變電站巡檢業(yè)務(wù)融合一體的技術(shù)形態(tài)，是兼顧安全、質(zhì)量和效率，以“高清視頻+機(jī)器人+無(wú)人機(jī)”開(kāi)展設(shè)備外觀和紅外巡視，以“在線監(jiān)測(cè)+數(shù)字化表計(jì)”開(kāi)展設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)，構(gòu)建設(shè)備“外部狀態(tài)可觀、內(nèi)部狀態(tài)可測(cè)”的全方位智能巡視體系。其實(shí)質(zhì)是通過(guò)引入傳感、通信和數(shù)字化等技術(shù)，研發(fā)高效的檢測(cè)裝備，提高巡檢的有效性和準(zhǔn)確性；通過(guò)研發(fā)紅外熱像儀、巡檢機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等自主化巡檢裝備，開(kāi)發(fā)機(jī)器代人的相關(guān)技術(shù)，提高巡檢工作安全性和時(shí)效性；通過(guò)開(kāi)展人機(jī)協(xié)同、信息互通和人工智能，建立智能化的巡檢系統(tǒng)，提高巡檢工作的綜合效率。

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3D場(chǎng)景可視化展現(xiàn)

通過(guò)多維數(shù)據(jù)展示與管理，統(tǒng)一監(jiān)管站內(nèi)各種軟硬件系統(tǒng)和設(shè)備，提供直觀、高效便捷、節(jié)能的管理環(huán)境。三維立體展現(xiàn)更具有嵌入效應(yīng)且數(shù)據(jù)更直觀體現(xiàn)在空間部分，以虛擬現(xiàn)實(shí)全景仿真再現(xiàn)，360°旋轉(zhuǎn)、多角度切換、高空視角、第一人稱視角、自動(dòng)漫游與巡檢，全方位總覽數(shù)據(jù)中心全貌及狀態(tài)。同時(shí)可以在日常工作環(huán)境中，對(duì)各種設(shè)備微環(huán)境進(jìn)行有效全景監(jiān)測(cè)。

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AR實(shí)景監(jiān)視

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實(shí)時(shí)虛擬圖像與實(shí)景圖像疊加，虛實(shí)融合人機(jī)交互，增強(qiáng)系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

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200萬(wàn)像素高分辨率

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長(zhǎng)距離清晰成像。

智能感知

使用電力設(shè)備紅外熱像智能識(shí)別專利技術(shù)完成對(duì)電力設(shè)備部件級(jí)別的自動(dòng)監(jiān)測(cè)；

利用紅外在線系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、高清視頻系統(tǒng)、聲紋采集裝置等方式聯(lián)合采集巡視數(shù)據(jù)，完成變電站全面運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

智能巡視

視頻畫(huà)面具備AR全景拼接功能，整體大范圍監(jiān)控的同時(shí)兼顧局部細(xì)節(jié)聯(lián)動(dòng)，以畫(huà)中畫(huà)形式展示低點(diǎn)攝像機(jī)視頻，做到可查詢/可搜索/可定位/可描述/可報(bào)警/可聯(lián)動(dòng)，大大改善現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用模式；

表計(jì)識(shí)別、設(shè)備外觀識(shí)別功能完成30類電力設(shè)備工作狀態(tài)分析，25類圖像識(shí)別典型缺陷識(shí)別，另具備設(shè)備工作溫度狀態(tài)巡視及聲紋分析功能，有效代替人工完成現(xiàn)場(chǎng)巡視工作。

智能安全

人臉識(shí)別、車(chē)輛控制等多重功能全站式覆蓋，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全站智能化管理。

行為分析功能：人員奔跑/聚集/激烈運(yùn)動(dòng)/倒地，越界偵測(cè)，區(qū)域入侵，進(jìn)入/離開(kāi)區(qū)域；

崗位分析功能：玩手機(jī)/睡崗/離崗/滯留/多人值崗人數(shù)異常;

異物識(shí)別功能：視野范圍內(nèi)出現(xiàn)垃圾袋，鳥(niǎo)巢等異物主動(dòng)識(shí)別判定；

安全帽檢測(cè)（關(guān)聯(lián)人臉）：人臉檢測(cè)、人臉對(duì)比（50萬(wàn)名單庫(kù)）、未戴安全帽、抽煙檢測(cè)等。

系統(tǒng)架構(gòu)

#【智巡為主·人巡為輔】變電運(yùn)維巡視新模式#

數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)部署在變電站站端，完善站內(nèi)全面感知手段，主要由巡視主機(jī)、輪式機(jī)器人、掛軌機(jī)器人、高清攝像機(jī)、無(wú)人機(jī)及聲紋監(jiān)測(cè)裝置等組成，集設(shè)備狀態(tài)感知、環(huán)境動(dòng)力、圖像采集、聲紋采集等功能于一體。

正常工作狀態(tài)下，巡視主機(jī)下發(fā)控制、巡視任務(wù)等指令，由機(jī)器人、攝像機(jī)和無(wú)人機(jī)開(kāi)展室內(nèi)外設(shè)備聯(lián)合巡視作業(yè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將巡視數(shù)據(jù)、采集文件等上送到巡視主機(jī)；巡視主機(jī)與智能分析主機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，開(kāi)展健康狀態(tài)評(píng)估、趨勢(shì)分析，由閾值判別提升為趨勢(shì)追蹤，大幅提高設(shè)備缺陷發(fā)現(xiàn)的及時(shí)率和準(zhǔn)確率，實(shí)時(shí)診斷設(shè)備狀態(tài)并形成巡視結(jié)果和巡視報(bào)告。

巡視系統(tǒng)具備獲取與巡視相關(guān)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)、與主輔設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)等功能，有效替代人工巡視，減少了主設(shè)備過(guò)度檢修的管理弊端，大幅提高了設(shè)備的運(yùn)行壽命。

# 巡視主機(jī)具備雙網(wǎng)口和設(shè)置獨(dú)立網(wǎng)段，信息安全符合GB/T36572的要求。

系統(tǒng)管理

#綜合狀態(tài)感知#

數(shù)據(jù)采集功能

數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)具備運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)采集、巡視數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)自身狀態(tài)數(shù)據(jù)采集三項(xiàng)數(shù)據(jù)采集功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的全方位狀態(tài)數(shù)據(jù)采集——

微氣象設(shè)備采集室外大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓等微氣象數(shù)據(jù)；

動(dòng)環(huán)設(shè)備采集室內(nèi)溫濕度和O?、SF6等氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)；

機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、攝像機(jī)、聲紋監(jiān)測(cè)、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)等方式聯(lián)合采集可見(jiàn)光視頻及圖像、紅外圖像、聲紋等巡視數(shù)據(jù)；

通過(guò)系統(tǒng)采集機(jī)器人/無(wú)人機(jī)/攝像機(jī)/硬盤(pán)錄像機(jī)的狀態(tài)信息，攝像機(jī)/硬盤(pán)錄像機(jī)包括工況信息，設(shè)備在線狀態(tài)、存儲(chǔ)狀態(tài)，機(jī)器人及無(wú)人機(jī)（運(yùn)行信息/任務(wù)執(zhí)行信息/工作狀態(tài)/異常告警信息等）數(shù)據(jù)。

任務(wù)管理功能

自由設(shè)定巡視任務(wù)的功能。即數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)可按照要求對(duì)設(shè)備開(kāi)展相關(guān)巡視工作——

根據(jù)巡視要求自由設(shè)置檢修區(qū)域、巡視點(diǎn)位、巡視周期、巡視類型，并可設(shè)置立即執(zhí)行/定時(shí)執(zhí)行/周期執(zhí)行三種方式；

設(shè)置視頻識(shí)別（靜默監(jiān)視）任務(wù)在非巡視任務(wù)執(zhí)行期間對(duì)制定設(shè)備或通道按照不大于2min/次的頻率進(jìn)行監(jiān)視，并對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)告警；

存在多個(gè)任務(wù)并行時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)置的人物類型，判斷執(zhí)行優(yōu)先度。在新任務(wù)執(zhí)行完畢后，恢復(fù)之前暫停任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行。

所有巡檢任務(wù)完成后均有資料存檔，供運(yùn)維人員查詢展示。

巡視監(jiān)控功能

系統(tǒng)監(jiān)控巡視任務(wù)清單以樹(shù)形/列表方式進(jìn)行展示，通過(guò)不同顏色標(biāo)識(shí)任務(wù)狀態(tài)。對(duì)于正在執(zhí)行的任務(wù)能夠?qū)崟r(shí)顯示巡視任務(wù)詳細(xì)信息，如巡視點(diǎn)位總數(shù)、如巡視點(diǎn)位總數(shù)、巡視點(diǎn)位完成情況、采集的數(shù)據(jù)、分析結(jié)果及告警、整體執(zhí)行進(jìn)度等，方便運(yùn)維人員實(shí)時(shí)掌握?qǐng)?zhí)行情況并進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行、暫停、停止、調(diào)整等操作。

實(shí)時(shí)監(jiān)視功能

在未執(zhí)行巡檢任務(wù)時(shí)，運(yùn)維人員可以通過(guò)調(diào)用攝像機(jī)進(jìn)行站內(nèi)設(shè)備監(jiān)視。監(jiān)視界面以樹(shù)形列表方式顯示監(jiān)控設(shè)備列表，并按照在線/離線狀態(tài)進(jìn)行過(guò)濾，運(yùn)維人員可直接調(diào)閱攝像機(jī)和機(jī)器人畫(huà)面；

視頻畫(huà)面上能實(shí)現(xiàn)云臺(tái)控制、可見(jiàn)光視頻控制、紅外視頻控制、聲紋控制等控制功能，可以使用1/4/9/16/全屏以及多畫(huà)面輪巡等多種方式顯示；

攝像機(jī)能夠設(shè)置守望位，在一定時(shí)間內(nèi)未收到人工控制命令時(shí)，自動(dòng)回歸守望位，同時(shí)監(jiān)視數(shù)據(jù)存檔并可查詢和回放。

數(shù)據(jù)分析功能

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析功能是指在巡視過(guò)程中系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)缺陷圖像識(shí)別、異常圖像判別、視頻識(shí)別（靜默監(jiān)視）和紅外圖普分析等功能，對(duì)設(shè)備本體及附件、運(yùn)行環(huán)境的智能分析和故障診斷，按照“一般”-“嚴(yán)重”-“危機(jī)”區(qū)分告警等級(jí)并將分析結(jié)果上送的功能。

巡視完畢后，數(shù)字化智能巡視系統(tǒng)會(huì)對(duì)巡視數(shù)據(jù)進(jìn)行整體分析，形成巡檢報(bào)告，展示巡視整體情況、告警內(nèi)容、缺陷或異常圖像，同時(shí)實(shí)時(shí)鏈接監(jiān)控畫(huà)面。經(jīng)人工審核確認(rèn)后，生成最終版巡視報(bào)告，并將巡視數(shù)據(jù)上傳至上級(jí)系統(tǒng)相應(yīng)記錄。系統(tǒng)可按照運(yùn)維人員要求對(duì)歷史巡視數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析，最終根據(jù)需要生成分析報(bào)表。

智能聯(lián)動(dòng)

系統(tǒng)獲取主輔設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，整合主輔設(shè)備監(jiān)控信息，出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)調(diào)用相關(guān)裝備進(jìn)行工作，減輕運(yùn)維人員工作負(fù)擔(dān)。主設(shè)備出現(xiàn)遙控預(yù)置信號(hào)、主設(shè)備變位信號(hào)、越限信號(hào)和告警信號(hào)時(shí)，輔助設(shè)備出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)/越限信號(hào)/狀態(tài)變化信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行觀察確認(rèn)；出現(xiàn)水浸監(jiān)測(cè)報(bào)警、水位狀態(tài)越限時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)抽水裝置，從而實(shí)現(xiàn)主輔設(shè)備與巡視系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能。

其他功能

臺(tái)賬管理功能 -對(duì)系統(tǒng)軟件、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、視頻設(shè)備、聲紋監(jiān)測(cè)裝置等進(jìn)行管理；

系統(tǒng)配置功能 -配置告警閾值、巡視計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)巡視點(diǎn)位等信息，配置角色管理權(quán)限；

算法增量式更新功能 -上級(jí)系統(tǒng)下發(fā)算法鏡像/模型/程序和配置文件等更新信息，巡視主機(jī)自動(dòng)接收信息并轉(zhuǎn)發(fā)給智能分析主機(jī)，由智能分析主機(jī)對(duì)本地算法進(jìn)行增量式更新，不同源算法之間具有可替換性，且算法替換后不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行；

系統(tǒng)自檢功能 -對(duì)系統(tǒng)整體和各個(gè)組件進(jìn)行自檢，確保設(shè)備狀態(tài)良好，點(diǎn)位預(yù)置位無(wú)偏移。

審核編輯：黃飛

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