电力作业现场可视化与智能安全管控关键技术及应用

电力作业现场可视化与智能安全管控关键技术及应用

肖国德 ,张贺

（国网安徽省电力有限公司宿州供电公司  安徽合肥市  230000）

摘要：由于电网高速建设，同时产生的是系统短路容量增大、系统运行环境复杂等问题，尤其是近年来先后屡次出现的由强风、雷击、覆冰和污秽等原因而引发的供电问题，因此迫切需要建立一套基于智慧电网技术的运行监管体系，对输变电装置状况实施全方位精密的监控、评估与预警，以切实维护电网稳定运营，并提升系统对于突发性问题的及时响应。

关键词：输变电系统；可视化；智能控制；技术；应用

引言

根据发电厂作业场所的工作实际及其作业场所的复杂性，加强作业场所的控制对于提升作业场所的安全水平有着关键作用。但目前困扰发电厂作业场所安全管理工作的原因较多，常规的控制手段无法达到积极效果，采用智能控制体系不仅可以克服常规控制体系的困难问题，而且还可以做到二十四小时不间断的控制，对于提升发电厂作业场所的安全水平和缓解发电厂工作场所安全管理工作难题有着重大作用。所以，在发电厂工作场所智能控制设备的使用实践中，必须了解智能控制的核心地位，了解智能控制的作用与优势，为发电厂工作场所创造强大的控制体系保障。

一、发电厂作业场景中智能管控技术的核心竞争力

（一）具备AI视觉技术顶层架构研发能力

在发电机作业场景中，由于智能监管技术采用了AI人工智能技术，因此具有可视化的顶层架构研发能力，从而可以针对现场监管的具体需求研发出适应于场景监管的视觉技术，从而确保了视频系统在使用时可以进行有效控制，从而克服了监管时出现的盲区现象，从而确保了视频监管功能在使用时具有较好的表现力。在视频监控技术的研制过程中，不但要根据技术的实际现状和系统的使用要求进行视频监控技术的研究，同时也要根据视频监控技术的特性特点以及不同的任务特点进行技术的研制。在系统设置的细节控制方面，必须根据视频控制的细节要求特点进行统一的设置，以保证系统在使用过程中满足实际使用需求，并符合监控的需要。

（二）系统具备快速深度定制开发能力

多方向算法与技术的综合开发能力智能系统具备快速深度定制开发的能力，系统可以针对现场的工作实际情况和现场的控制需求进行系统的定制开发，从而保障了体系在功能、应用上的便利性、系统的监控有效性和系统的监控有效性等方面都可以满足监控需求，同时保障体系在监控方面也可以克服监控困难，从而防止对系统的监控在执行过程中由于系统功能不全影响系统的监控有效性。根据信息系统的特性和现场执法的具体要求，在系统监管时必须综合信息系统的智能功用以及对系统的自适应的调节功能，使信息系统在正常工作时可以作为保障监测系统运行以及增强监测系统功用的关键保障工具。所以，了解操作系统的研发情况，以及针对操作系统的特性特点进行产品的制定和研发，操作系统的运营产生很大作用。

（三）系统拥有海量的应用样本资源库

系列完善的安全行为控制分析算法智能监控系统，在使用流程中必须进行应用层次的设计，也必须解决应用层次的设计问题，按照系统的功能特点和系统的应用特点进行使用功能的研发，为确保使用功能在研发中满足开发需求，并提升使用功能的使用效益，在AI管理系统的使用流程中必须能够参考更多的数据分析样品和使用样品，为监控系统的功能研发提供了有力支撑，以确保AI管理系统在研发中能够符合较强的功能特征和功能优势，并围绕着系统的功能实际进行管理系统的研发。拥有海量的应用样本和功能的样本，可以为系统功能的研究和定制提供样本支撑。对系统的研究，必须围绕着系统的实际特征和系统的具体需求进行大量应用案例的运用，从而使系统在使用中可以有效满足使用需求。

二、基于三维空间GIS的高电网调度信号全景可视化显示技术

（一）基于三维空间GIS的地形和天线杆塔的可视化技术

首先必须建立和控制所有三维空间信息，而ArcGlobe10.0则提出了规范的编制条件，可以建立和维持所有带高度信号的GIS元素，一般实现了这些功能。1）增加Arc Globe图层：Arc Globe的图层种类并不同于传统Arc Map,Arc Globe中共有三个类别的图层，即高程数据层（Elevation layers)、覆盖层（Draped layers）和浮式层（Floating layers)。2）坐标系切换：通过转换系统显示窗口（Geographic Coordinate Systems Warning）可自设定需要切换的坐标体系，也可使用默认的坐标体系如WGS84。3）加载地貌信息：在资料加载的向导窗口（Add Data Wizard）中，地貌信息将作为在三维环境中的高程主数据库添加至Elevation layers，同时地貌信息也将作为球体上高程图层的一个高程主数据库被加载到Globe中，在载入后即可查看地貌的变化情况。4）选择向量数据对象：基本的向量信息可包含点、线、平面等各种数据内容，在信息中通过右键单击Properties开启Layer Properties的对话框，在Symbology中还可选择向量的字符化和二维一体化符号的方式。5）新增加的资料和元件：街景设备还有连杆塔、管线、变压器等，属于要素类似的节点数据保存的。使用三DS Max模型，可以按照任务执行，根据现场收集的图片、影像信息等的尺寸，按1:1的比率创建变电站模型明细表和仿真对象的模型并实现模型调整，可以设计各种模型的贴图、材料、位置等，把模型整合成一个整体，方便于控制与应用。

（二）变电所的全貌可视化

1、全景图像采集方案

（1）拍照前设定正确的曝光或者焦距、光圈等技术参数，确保图像的最明部门和最暗部门都具有充分的深度与细部；（2）沿着变电所巡逻方向开始拍照，依据电气设备分布，有重心地开始拍照，重要拍照部位包含变电所出入口、变压器设备周围、电气设备间隙等；（3）取景照片时，需要先将摄像机定在一个点上，将周围360°每间距90°抓拍一幅鱼眼图像，以获取该点上所有的视觉信号，同时也确保了在二个电气设备相邻的照片之间，有充足多的重叠部分来实现图像的无缝镶嵌，最初的取景方位为巡线方位；（4）在变压器设备周围拍照时需确保能见到变压器设备的全貌状况，包含变压器设备的命名、照相（A相、B相、C相），并且每台主变可能拍照十个点以内的状态全景。

2、三维全景制作

（1）根据同一场景拍摄的多个相互具有重合范围的图片，利用照片的自有信息，查找出重合范围，或者确定该图片间的位置关联，重新拼接形成一个涵盖全部图片内容的整体图形。（2）在采集流程中自动完成GPS信息收集，并根据变电站的巡路地图生成三维全景导航地图，通过自主匹配生成变电站的全景导航信息。（3）拼接后的画面整合了视点上所有的可视数据，但因为它仍是一个二维影像，从而不能达到三维浏览的目标。全景显示系统为了提供一种专门的画面浏览平台，在这种平台上将二维的画面投射至三维，让浏览者能够以三维立体的形式对画面进行观看。基于鱼眼镜头的圆形特性，此处引入球面投射方法，以降低失真，其方法如下：①球面生成：将零点五径为五百像素的球面，视角的焦点也为五百像素；②纹理贴图：将形成的全景画面通过经纬映射的方法映射到球面的内表面；③视场处理：通过对观察点的几何变换，可以实现对画面的压缩和漫游使用。

结论

输变电设备状况可视化智能监管系统完成对输变电设备状况数据的系统集成和整合，完成了对河北南网110kV及以上变压器和输电管线的状况监控、识别和警示，提高了设备数据展示、状况判断、危险警示、状况控制以及运行监管方面的自动化程度，是管理者和一线人员进行电气设备状况控制的关键技术手段。

参考文献
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