变电站智能巡视系统支持下的智能、精准巡视分析

变电站智能巡视系统支持下的智能、精准巡视分析

吴添权1 曾国波2 费泽明3 杜海涛4 林凯煌5

（1、广东电网有限责任公司潮州供电局，广东 潮州 521000；2、广东能洋电力建设有限公司，广东 河源 517000）

摘要：变电站运行压力与日俱增，特别是夏季高温天气，用电负荷持续增高，变电站安全供电面临较大考验。采用传统人工巡检，不仅低效且漏检风险大、巡视精度低、可靠性差。引入智能巡视系统，构建全景化监控格局，实现全方位自主监控、数据信息即时采集，将真正为变电站安全平稳运行保驾护航。本文主要就变电站智能巡视系统支持下的智能精准巡视展开分析，明确变电站智能巡视系统的具体应用价值。

关键词：变电站；智能巡视；系统应用；智慧管理

电站运行有效性对电网安全平稳运行起直接影响。近几年，电网规模持续扩大，变电站数量增加。我国每年有上千座30kV及以上新建变电站投入运行，这使得变电站运维管理压力加大，风险增加。解决人工巡检效果差、实时监测水平低、可视化展示不足、安全管控效果不理想等现实难题是变电站智能巡视系统要做的首要工作。

1 变电站人工巡检现实问题

1.1 运维人员精力不足

运检人员增长与电网规模不匹配，结构性缺员严重；变电站大多地处偏僻、分散较广，日常巡视、表计抄录工作频繁往返现场，效率低下。

1.2 设备管理不够精细

变电设备状态无法全面感知，对设备运维、状态评价、事故处理等业务的支撑能力不足。设备规模的快速增长对设备智能管控及运行可靠性提出了更高要求。

1.3 数据价值有待挖掘

变电站智能巡视设备功能单一，应用架构混乱；视频监控、机器人、无人机智能巡检终端相互独立，未能协同配合；海量巡视数据未能自动归集，数据价值挖掘有待提升。

2 变电站智能巡视系统应用特点

变电站智能巡视系统由机器人和机器人主机、高清摄像机和视频主机、巡视主机和系统软件、相关通信存储、信息安全设备等组成。全面覆盖主变、高抗等变电设备外观类巡视项目和安消防监视，进一步扩展至GIS、HGIS、开关柜设备，充分利用高清摄像机反应速度快、智能机器人巡视灵活等优势，选择合理位置和方式安装巡视设备，实现巡视点位24小时无死角监视。变电站智能巡视系统可以在变电站原有基础上改造。充分利用变电站内现有巡检机器人、视频监控系统和网络设施等资源进行复用或改造。注重系统实际应用效果，优化完善系统功能、人机界面等，让运维人员切实感受到系统实用、易用和好用。变电站智能巡视系统按需配备高清摄像机。高清摄像机具备夜视功能，按需配备热成像摄像机，针对高温、极寒、风沙天气等特殊环境配备相应的产品。视频主机实时统计摄像机在线数量，采集、储存和上传图片、视频和红外测温等数据至远程智能巡视主机，快速响应智能联动策略。变电站智能巡视系统中的智能巡视系统软件，实时智能分析站内环境和设备运行状态，主动推送告知、告警信息；制定和下发巡视任务、状态跟踪等指令；配置主辅监控系统智能联动策略，当设备发生故障或其他状况时，按预置位智能化关联摄像机，自动调整摄像角度进行人工核查确认。

3 变电站智能巡视系统建构流程

3.1 变电图像样本标注

准确采集设备精密信息如设备铭牌、编号、指示灯状态及测量仪器仪表读数等信息以作为样本数据，并对图像样本数据进行整理标注，建立变电图像样本库。

3.2 变电站状态监测识别模型训练

依托大量的场景素材，通过样本扩展和均衡策略，采用动态采样算法、多尺度算法、后融合算法，训练变电站状态监测识别模型。

3.3 变电站三维点及云模型构建

构建基于电网全景信息的实时监测、动态预警、决策指挥等功能的沉浸感强、交互便利的三维点云智能电网场景，实现高精度全景数据融合感知。

3.4 变电站边缘人工智能服务部署

搭建变电站统一人工智能边缘计算服务，通过与公司物联网管理平台和人工智能平台的接口，实现人工智能模型的统一管理，为站内巡检机器人以及各类监控服务提供缺陷识别、设备运行状态判定等计算服务。

3.5 巡检机器人及站内监控系统接口调试

融合电力的各种在线监测、SCADA、视频图像等多种监控系统技术，实现对摄像头采集图像、视频、数据等信息的汇总，实现全面联合巡检和设备状态环境异常和变电站内设备缺陷故障的图像识别分析功能，实现变电站内所有设备、地点无死角监控。

4 变电站智能巡视系统应用优势

4.1 带来远程巡视可视化

系统通过高清摄像机、红外摄像机、巡检机器人等巡视设备实现电力设备全方位监控；通过周期、定期巡视方案完成全面巡视、例行巡视、熄灯巡视、特殊巡视等工作并自动生成巡视报告。

4.2 实现设备缺陷智能预警

系统通过告警阈值的分级设置，结合智能识别功能实现对告警信息进行分类提示：预警、一般、严重、危急。

4.3 做到主辅设备智能联动

系统与主辅设备监控系统形成告警联动，当主辅设备监控系统发出告警时。系统可根据预配置的巡视任务对相应的告警场景形成联动任务。支持对辅助设备发送反向联动请求。

4.4 推进巡视缺陷智能识别

系统采用图像对比，深度学习等图像分析技术，对巡视目标进行智能识别，自动判断电力设备缺陷情况。

4.5 一键顺控视频双确认

系统支持接收主辅设备监控系统发出的遥控信号后，触发摄像头联动并启用智能分析。对一键顺控操作进行视频确认并返回智能分析结果。

5 变电站智能巡视系统应用实例

某电力公司引入220千伏及以下变电站区域型远程智能巡检系统。系统基于数字化技术构建了人工智能巡检集群，累计接入智能巡检系统摄像机、复用安防摄像机、智能机器人等人工智能设备1000余台，配套接入辅助设备监控、状态监测等多套系统，能够实现变电站设备多维感知、智能巡检。区域型远程智能巡检系统巡检范围覆盖供电公司28座变电站5万余个巡检点位，具备监测变电站设备状态及缺陷、人员行为、环境等多种数据的功能。该系统还与生产信息管理系统实现了信息互通互联，可自动获取生产信息管理系统内统计的设备最新状态信息，并据此开展设备巡检数据智能分析，且具有主动预警功能。每座变电站设备巡检效率同比提升80%，单次异常处置时间缩短约30分钟，有效保障了变电站安全稳定运行。传统巡视需两人3个小时左右方可完成变电站巡视，利用变电站在线智能巡视系统只需20分钟完成巡视。变电站智能巡视系统的应用解决了安全管理技术手段不全面、辅助监控系统功能单一的问题。解决了运维班对设备缺乏有效远程监视手段，且解决了日常巡视、表计抄录工作频繁往返现场，效率低下的问题。逐步代替人工巡视，实现智慧化变电站的目标。大幅提升电网运维保障水平。变电站智能巡视系统巡检能够不受地形、空间等限制，深入人力无法到达的高度和角度，替代人工执行高难度、高风险作业，扩展巡检人员视野，不仅能节省时间和人力成本，提升巡检质量，还能降低巡检安全风险。通过精细化自主巡检规模化应用，设备隐患排查治理，大幅压降状态不良设备比例。变电站智能巡视系统实现变电站立体协同巡检。变电站在线智能巡检工作机制全面建立，装备配置、作业组织、作业安全、作业数据和装备维保得到全面规范。基于AI技术的立体协同巡检体系全面建成，三维高精度建模、站内设备自主巡检、重大作业风险远程巡查等基本实现全覆盖，数据分析应用能力、设备智能化水平大幅提升，推动变电专业管理由“经验驱动”向“数据驱动”转变。

6 结语

变电站智能巡检系统减轻当前巡检压力，合理规避人员巡检作业风险，是运维人员日常巡视工作的好帮手。目前智能巡视系统配合人工巡检打造人巡+机巡的巡视新模式，最大限度确保巡视全面性，提高人机协同互补巡视效率。

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