本發(fā)明屬于變電站智能巡檢技術(shù)，尤其涉及一種基于多數(shù)據(jù)源的變電站智能巡檢系統(tǒng)及綜合診斷方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步，全世界范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)朝著大規(guī)模互聯(lián)的方向發(fā)展已成為一種必然趨勢(shì)。整個(gè)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行卻面臨巨大的挑戰(zhàn)，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。對(duì)于整個(gè)大電網(wǎng)而言，變電站的某個(gè)設(shè)備是渺小的，儼然滄海一粟，然而其發(fā)揮的作用卻是舉足輕重的，大事故往往是由于沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者及時(shí)處理小事故，導(dǎo)致出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，故障范圍迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致大范圍電離系統(tǒng)陷入崩潰。電能對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民的日常生活有著至關(guān)重要的作用，電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，將給人們帶來(lái)不可估量的損失，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)生活。輸變電系統(tǒng)是電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，變電站設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行對(duì)保證整個(gè)輸變系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量至關(guān)重要。隨著科技的發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)備的各方面的性能要求也提升到了一個(gè)新高度，變電站設(shè)備的性能水平直接影響到電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性及抵抗事故的能力。保障設(shè)備的可靠安全運(yùn)轉(zhuǎn)已是一項(xiàng)重大任務(wù)，因此要高度重視變電站設(shè)備的監(jiān)控和管理，做好變電站設(shè)備的巡檢、巡視、實(shí)時(shí)監(jiān)控工作，及時(shí)排除潛在的危險(xiǎn)，是保證變電站穩(wěn)定運(yùn)行的重中之重。
因此，定期巡視對(duì)于保證變電站電氣設(shè)備正常運(yùn)行至關(guān)重要。目前，電網(wǎng)變電站區(qū)域大約有40%的工作任務(wù)為巡檢，這其中還不包含特巡特維任務(wù)，而長(zhǎng)期以來(lái)，變電站巡檢工作采用人工方式進(jìn)行，人工巡檢方式不僅存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、檢測(cè)質(zhì)量分散、手段單一且依靠經(jīng)驗(yàn)判斷等不足，而且事后也無(wú)法將人工巡檢的結(jié)果準(zhǔn)確、及時(shí)地傳送到管理信息系統(tǒng)中，隨著無(wú)人值守模式變電站的推廣，伴隨而來(lái)的是變電站設(shè)備巡檢工作量越來(lái)越大，巡檢到位率、及時(shí)性更加無(wú)法得到保證。
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以變電站移動(dòng)數(shù)據(jù)采集器為代表的變電站移動(dòng)式巡檢裝置陸續(xù)出現(xiàn)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)變電站日常巡視、紅外測(cè)溫、操作前后設(shè)備狀態(tài)檢查等巡檢工作，從而大大提高對(duì)變電站設(shè)備巡視的工作效率和質(zhì)量，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度和工作風(fēng)險(xiǎn)，提升變電站智能化水平，為變電站無(wú)人巡檢提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐，變電站智能機(jī)器人已經(jīng)成為變電站設(shè)備巡檢的重要輔助手段。
無(wú)人值守變電站是目前智能變電站發(fā)展的趨勢(shì)，但目前變電站智能巡檢系統(tǒng)仍然存在諸多不足，具體有：
a)現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)中巡檢對(duì)象不完整，巡檢手段不充分，不能完全取代現(xiàn)有人工巡檢；現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)均未實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，只能作為輔助巡檢手段，仍然需要人工參與。
b)現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)中巡檢結(jié)果異常診斷方法片面。所有巡檢系統(tǒng)僅通過(guò)巡檢終端的直接數(shù)據(jù)給出巡檢結(jié)果，雖然采用了scada、mis系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)也僅僅是作為數(shù)據(jù)展示使用，并沒(méi)有與巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的結(jié)合綜合判斷，而僅利用上述孤立的、片面的數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的巡檢結(jié)論可能是有誤導(dǎo)性的、不科學(xué)的。
c)現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)中斷路器視頻操作監(jiān)護(hù)時(shí)，受惡劣天氣的影響，可見(jiàn)光拍照并不能準(zhǔn)確的識(shí)別斷路器合、分狀態(tài)，給后臺(tái)操作人員造成干擾，甚至引起誤操作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于多數(shù)據(jù)源的變電站智能巡檢系統(tǒng)及綜合診斷方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的巡檢系統(tǒng)中巡檢對(duì)象不完整，巡檢手段不充分，不能完全取代現(xiàn)有人工巡檢；現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)均未實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，只能作為輔助巡檢手段，仍然需要人工參與；現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)中巡檢結(jié)果異常診斷方法片面。所有巡檢系統(tǒng)僅通過(guò)巡檢終端的直接數(shù)據(jù)給出巡檢結(jié)果；監(jiān)控系統(tǒng)僅僅是作為數(shù)據(jù)展示使用，并沒(méi)有與巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的結(jié)合綜合判斷；現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)中斷路器視頻操作監(jiān)護(hù)時(shí)，受惡劣天氣的影響，可見(jiàn)光拍照并不能準(zhǔn)確的識(shí)別斷路器合、分狀態(tài)，給后臺(tái)操作人員造成干擾，甚至引起誤操作等技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明技術(shù)方案：
一種基于多數(shù)據(jù)源的變電站智能巡檢系統(tǒng)，它包括一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)、二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)和站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源通過(guò)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)與綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)連接。
綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)與站外后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)連接。
所述一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)的巡檢內(nèi)容包括室外一次設(shè)備和室內(nèi)一次設(shè)備信息；一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)包括固定攝像頭巡檢終端和輪式移動(dòng)巡檢終端；所述輪式移動(dòng)巡檢終端上配備有可見(jiàn)光成像儀、紅外熱成像儀、紫外成像儀、拾音器和視頻監(jiān)控?cái)z像頭，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光拍照、紅外測(cè)溫、紫外成像、視頻監(jiān)控、聲紋采集功能；可見(jiàn)光成像儀采集變電站儀表盤數(shù)據(jù)；紅外熱成像儀采集設(shè)備溫度分布數(shù)據(jù)；紫外成像儀采集變電站電暈和電弧情況；拾音器采集變壓器和開關(guān)柜異常聲響；視頻監(jiān)控?cái)z像頭對(duì)設(shè)備閃爍狀態(tài)進(jìn)行拍攝；所述固定攝像頭巡檢終端安裝在輪式移動(dòng)巡檢終端無(wú)法巡檢的死角地帶；所述固定攝像頭巡檢終端包括可見(jiàn)光攝像機(jī)、紅外測(cè)溫傳感器和視頻監(jiān)控?cái)z像頭；可見(jiàn)光攝像機(jī)拍攝一次設(shè)備外觀情況，紅外測(cè)溫傳感器實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的繞組溫度、接頭溫度進(jìn)行測(cè)量，視頻監(jiān)控?cái)z像頭對(duì)一次設(shè)備帶閃爍的狀態(tài)指示燈進(jìn)行監(jiān)控。
所述二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)包括滑輪式移動(dòng)巡檢終端和固定攝像頭巡檢終端；所述滑輪式移動(dòng)巡檢終端上安裝有可見(jiàn)光成像儀和視頻監(jiān)控?cái)z像頭；所述固定攝像頭巡檢終端包括可見(jiàn)光成像儀和視頻監(jiān)控?cái)z像頭，它安裝在滑輪式移動(dòng)巡檢終端的監(jiān)控死角，二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行例巡及特巡。
所述站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源包括scada系統(tǒng)、mis系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、保信子站系統(tǒng)、安防消防監(jiān)控系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)包括站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)、單向物理隔離裝置和防火墻裝置。
綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)包括多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)通信服務(wù)器、多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的分類結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)系統(tǒng)、后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)和應(yīng)用工作站，多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)通信服務(wù)器與應(yīng)用工作站連接，多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)通信服務(wù)器和應(yīng)用工作站與后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)連接。
所述的一種基于多數(shù)據(jù)源的變電站智能巡檢系統(tǒng)的綜合診斷方法，它包括：
步驟1：一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)在白天巡檢一次設(shè)備，得到斷路器、刀閘位置、各類儀表數(shù)據(jù)、紫外電暈數(shù)據(jù)，以及變壓器、高壓組合電器、套管絕緣、電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器、鐵芯接地和避雷器的外觀狀態(tài)；
步驟2：一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)在晚上巡檢一次設(shè)備，得到斷路器、刀閘、變壓器、高壓組合電器、套管絕緣、電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器、鐵芯接地、避雷器相關(guān)位置的溫度分布信息；
步驟3、二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)巡檢二次設(shè)備的指示燈、壓板和開關(guān)信息；
步驟4、綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)讀取站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源，包括匯聚站內(nèi)現(xiàn)有的scada系統(tǒng)、mis系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、保信子站系統(tǒng)、安防消防監(jiān)控系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息；
步驟5、基于多數(shù)據(jù)源的巡檢任務(wù)綜合建模，進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；
步驟6、根據(jù)步驟5的關(guān)聯(lián)模型，以多源系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行巡檢項(xiàng)目的異常綜合診斷操作。
斷路器、刀閘位置識(shí)別的方法為：在可見(jiàn)光模式識(shí)別能力不夠的極端情況下，紅外熱成像作為進(jìn)一步判斷斷路器、刀閘合開的狀態(tài)形式，具體表現(xiàn)為：在斷路器、刀閘閉合情況下，該斷路器、刀閘兩端以及中間連接部分為相似的溫度值；而在斷開情況下，由于不存在中間連接件，則斷路器、刀閘兩端的中間部分為正常的空氣溫度，兩端的溫度高；通過(guò)該特征可以區(qū)分出斷路器、刀閘的開關(guān)狀態(tài)，作為可見(jiàn)光識(shí)別位置狀態(tài)的進(jìn)一步補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)提高斷路器、刀閘位置識(shí)別的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明提出一種基于多數(shù)據(jù)源的變電站智能巡檢系統(tǒng)及綜合診斷方法；本系統(tǒng)以一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)、二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)為基礎(chǔ)、結(jié)合固定式攝像頭巡檢終端、站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源（包括但不限于scada、mis、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安防消防監(jiān)控系統(tǒng)），站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)，形成多數(shù)據(jù)源的匯聚的綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)，該數(shù)據(jù)平臺(tái)內(nèi)容涵蓋一次、二次設(shè)備所有巡檢項(xiàng)目；同時(shí)，通過(guò)后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)對(duì)上述綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)匯聚的海量多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并借助基于多數(shù)據(jù)源的巡檢設(shè)備診斷模型進(jìn)行綜合分析，完成對(duì)巡檢設(shè)備智能可靠的故障診斷，并形成巡檢設(shè)備故障的聯(lián)動(dòng)預(yù)警機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、健康趨勢(shì)的全面監(jiān)控，可完全代替現(xiàn)有的人工操作，真正實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人巡檢。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
1、解決目前智能巡檢系統(tǒng)只能作為輔助巡檢手段的難題，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站電氣一次設(shè)備巡檢、二次設(shè)備巡檢，真正實(shí)現(xiàn)變電站智能化無(wú)人巡檢，
本發(fā)明通過(guò)集成紫外成像、紅外測(cè)溫、可見(jiàn)光視頻拍照、聲紋識(shí)別的多傳感一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)、二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)、固定攝像頭巡檢終端、站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源，多源系統(tǒng)采集覆蓋全站一次設(shè)備、二次設(shè)備所有巡視內(nèi)容，真正實(shí)現(xiàn)變電站的智能化無(wú)人巡檢，徹底取代人工巡檢；
2、以紅外測(cè)溫作為可見(jiàn)光識(shí)別斷路器、刀閘位置的補(bǔ)充手段，在惡劣情況下能準(zhǔn)確的識(shí)別斷路器、刀閘位置狀態(tài)，為斷路器操作的視頻監(jiān)控提供有力保障。
3、通過(guò)巡檢專家系統(tǒng)，對(duì)巡檢內(nèi)容進(jìn)行綜合診斷分析，巡檢結(jié)果科學(xué)可靠。
本發(fā)明通過(guò)建立科學(xué)的異常診斷關(guān)聯(lián)模型，深度分析基于上述多源系統(tǒng)的海量巡檢數(shù)據(jù)，使巡檢結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。
解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的巡檢系統(tǒng)中巡檢對(duì)象不完整，巡檢手段不充分，不能完全取代現(xiàn)有人工巡檢；現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)均未實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，只能作為輔助巡檢手段，仍然需要人工參與；現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)中巡檢結(jié)果異常診斷方法片面。所有巡檢系統(tǒng)僅通過(guò)巡檢終端的直接數(shù)據(jù)給出巡檢結(jié)果；監(jiān)控系統(tǒng)僅僅是作為數(shù)據(jù)展示使用，并沒(méi)有與巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的結(jié)合綜合判斷；現(xiàn)有的巡檢系統(tǒng)中斷路器視頻操作監(jiān)護(hù)時(shí)，受惡劣天氣的影響，可見(jiàn)光拍照并不能準(zhǔn)確的識(shí)別斷路器合、分狀態(tài)，給后臺(tái)操作人員造成干擾，甚至引起誤操作等技術(shù)問(wèn)題。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的整體系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式：
一種基于多數(shù)據(jù)源的變電站智能巡檢系統(tǒng)，它包括一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)，一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)、二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)和站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源通過(guò)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)與綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)連接。
站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源與站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)之間通過(guò)隔離裝置隔離。
綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)與站外后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接。
其中綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)安裝在調(diào)度中心、其他系統(tǒng)及裝置安裝在變電站站端。
一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)巡檢內(nèi)容為室外一次設(shè)備、較大空間的室內(nèi)一次設(shè)備信息，包括輪式移動(dòng)巡檢終端（一套或以上）、固定攝像頭巡檢終端（按實(shí)際情況配置）。
上述輪式移動(dòng)巡檢終端利用搭載的激光雷達(dá)傳感器進(jìn)行導(dǎo)航定位，可按照預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行巡檢任務(wù)，該巡檢終端上配備有高清可見(jiàn)光成像儀、紅外熱成像儀、紫外成像儀和拾音器，可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光拍照、紅外測(cè)溫、紫外成像、視頻監(jiān)控、聲紋采集功能?？梢?jiàn)光成像儀主要采集變電站表盤數(shù)據(jù)，紅外熱成像儀采集設(shè)備溫度數(shù)據(jù)，紫外成像儀采集變電站電暈、電弧情況，進(jìn)一步分析后，可對(duì)變電站一次設(shè)備的污穢積累程度與空氣潮濕程度相互作用引起的放電進(jìn)行預(yù)警，拾音器采集比對(duì)變壓器、開關(guān)柜異常聲響，然后分別采集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控對(duì)部分閃爍狀態(tài)進(jìn)行判別指示。輪式移動(dòng)巡檢終端通過(guò)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)把巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)。
為達(dá)到一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)的巡檢要求，本發(fā)明中輪式移動(dòng)巡檢終端選用實(shí)例如下：
運(yùn)動(dòng)性能：最大的行駛速度不小于1m/s；最小轉(zhuǎn)彎直徑不大于其自身長(zhǎng)度的2倍；在1m/s的運(yùn)動(dòng)速度下，最小制動(dòng)距離應(yīng)不大于0.5m；爬坡能力應(yīng)不小于30度；最大越障高度為5cm。
云臺(tái)性能：預(yù)置位數(shù)量不小于2000個(gè)；垂直范圍0度～+90度；水平范圍不小于±170度。
自動(dòng)導(dǎo)航性能：重復(fù)導(dǎo)航定位誤差不大于±10mm。
可將光設(shè)備監(jiān)測(cè)性能：上傳視頻分辨率不小于高清1080p；最小光學(xué)變焦倍數(shù)30倍。
紅外檢測(cè)設(shè)備性能：紅外測(cè)溫精度不小于±5%；紅外檢測(cè)設(shè)備成像分辨率不低于320×240；
紫外檢測(cè)設(shè)備要求紫外光靈敏度不低于3×10-18watt/cm2；視場(chǎng)（hxv）24°×18°；成像鏡頭f32.8mm，f/3.5；視頻分辨率720×576；幀頻不低于25幀/s。
上述固定攝像頭巡檢終端解決站內(nèi)的一些輪式移動(dòng)巡檢終端無(wú)法正常巡檢的死角地帶進(jìn)行檢測(cè)，在可以覆蓋上述死角地帶的位置安裝固定攝像頭和傳感器，定時(shí)對(duì)該死角地帶進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)采集，該部分?jǐn)?shù)據(jù)包括可見(jiàn)光拍照、紅外測(cè)溫、視頻監(jiān)控，其中可見(jiàn)光攝像機(jī)拍攝一次設(shè)備外觀情況，紅外測(cè)溫實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的繞組溫度、接頭溫度進(jìn)行測(cè)量，視頻監(jiān)控對(duì)一次設(shè)備帶閃爍的狀態(tài)指示燈進(jìn)行測(cè)量，并將上述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)，配合輪式移動(dòng)巡檢終端，完成變電站內(nèi)一次設(shè)備的巡檢數(shù)據(jù)采集全覆蓋，并降低巡檢設(shè)備成本。
特別的，本發(fā)明可在如下實(shí)例中安裝固定攝像頭巡檢終端：空間較小、有安全巡視隱患的一次設(shè)備，如站用變?cè)O(shè)備、室內(nèi)電抗器設(shè)備等。
進(jìn)一步的，所述一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)巡檢可提供一種提高戶外斷路器、刀閘位置識(shí)別準(zhǔn)確性的方法。目前的巡檢系統(tǒng)中戶外斷路器、刀閘位置識(shí)別是通過(guò)可將光攝像頭拍照，然后進(jìn)行圖像識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)，但該方法受外界自然環(huán)境干擾較大，在大霧、大雨等惡劣條件下，可見(jiàn)光拍照的準(zhǔn)確性大大降低，甚至無(wú)法準(zhǔn)確判斷當(dāng)前斷路器、刀閘位置。在這種情況下，本系統(tǒng)采用一種可將光拍照結(jié)合紅外熱成像相結(jié)合綜合判斷斷路器、刀閘位置的方法，在可見(jiàn)光模式識(shí)別能力不夠的極端情況下，紅外熱成像可以作為進(jìn)一步判斷斷路器、刀閘合開的狀態(tài)形式，具體表現(xiàn)為：在斷路器、刀閘閉合情況下，該斷路器、刀閘兩端以及中間連接部分為相似的溫度值；而在斷開情況下，由于不存在中間連接件（此部分為空氣），則斷路器、刀閘兩端的中間部分為正常的空氣溫度（溫度低），兩端的溫度高。通過(guò)該特征可以區(qū)分出斷路器、刀閘的開關(guān)狀態(tài)，作為可見(jiàn)光識(shí)別位置狀態(tài)的進(jìn)一步補(bǔ)充，提高斷路器、刀閘位置識(shí)別的準(zhǔn)確性。
二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)首次集成站內(nèi)二次設(shè)備的智能巡檢功能，站內(nèi)二次設(shè)備安裝在站內(nèi)小室，存在屏柜安裝密集，空間狹小，不利于上述輪式移動(dòng)巡檢終端的部署，同時(shí)，輪式移動(dòng)巡檢終端存在體積較大，無(wú)法伸縮、室內(nèi)采集拍照時(shí)會(huì)產(chǎn)生聚焦失敗、視角太小無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別信息的風(fēng)險(xiǎn)。為完成二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的巡視，本發(fā)明采用滑軌式移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端結(jié)合固定攝像頭巡檢終端完成巡檢任務(wù)，針對(duì)電氣設(shè)備的狀態(tài)（包括運(yùn)行、故障、電源、保護(hù)動(dòng)作指示及壓板、儀表等）進(jìn)行識(shí)別，并將識(shí)別結(jié)果通過(guò)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)自動(dòng)上傳至綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)并啟動(dòng)后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)進(jìn)行巡檢內(nèi)容故障診斷。
二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)包括滑輪式移動(dòng)巡檢終端、固定攝像頭巡檢終端。其中滑輪式移動(dòng)巡檢終端由滑軌、伸縮架構(gòu)、可見(jiàn)光攝像頭、電源部分組成，根據(jù)巡檢任務(wù)對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行例巡、特巡；本發(fā)明將在站內(nèi)各繼電保護(hù)小室、通信小室、直流電源房等室內(nèi)安裝二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)。為達(dá)到二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)的巡檢要求，本發(fā)明中滑軌式巡檢終端選用實(shí)例如下：
云臺(tái)性能：預(yù)置位數(shù)量不小于2000個(gè)；垂直升降距離不低于2m；垂直范圍0度～+60度；水平范圍不小于±90度。
可見(jiàn)光檢測(cè)設(shè)備性能：上傳視頻分辨率不小于720x576；最小光學(xué)變焦倍數(shù)5倍；
自動(dòng)導(dǎo)航性能：重復(fù)導(dǎo)航定位誤差不大于±20mm；
固定攝像頭巡檢終端與上述一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)中固定攝像頭巡檢終端類似，當(dāng)二次設(shè)備小室由于物理結(jié)構(gòu)環(huán)境無(wú)法正常安裝滑輪式移動(dòng)巡檢終端時(shí)，在合適的位置安裝固定攝像頭和傳感器，定時(shí)對(duì)該死角地帶進(jìn)行可見(jiàn)光拍攝，進(jìn)行二次設(shè)備補(bǔ)充巡檢。本發(fā)明選用固定攝像頭巡檢終端的實(shí)例如下：在室內(nèi)橫梁結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，無(wú)法安裝滑輪式移動(dòng)巡檢終端時(shí)；在室內(nèi)二次設(shè)備非常少，沒(méi)有必要安裝滑輪式移動(dòng)巡檢終端，為節(jié)約成本，可用固定攝像頭巡檢終端替代時(shí)；
站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)包括無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與有線通信網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用ieee802.11g、n制式的無(wú)線產(chǎn)品，采用一個(gè)或多個(gè)無(wú)限ap對(duì)變電站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋，同時(shí)，在巡檢數(shù)據(jù)采集終端上布置一個(gè)工業(yè)級(jí)無(wú)線ap作為客戶端，與站內(nèi)的無(wú)線ap相連，車載的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都通過(guò)該客戶端接入到站內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中。并且，當(dāng)巡檢區(qū)域內(nèi)存在多個(gè)ap時(shí)，“零切換漫游”功能可以使多個(gè)ap構(gòu)成一個(gè)ap網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)，輪式移動(dòng)巡檢終端可以在任何地點(diǎn)漫游，并不需要執(zhí)行切換操作，實(shí)現(xiàn)輪式移動(dòng)巡檢終端在整個(gè)巡檢區(qū)域與客戶端無(wú)縫保持連接；其他室外攝像頭、室內(nèi)滑軌式巡檢終端采用有限網(wǎng)絡(luò)方式，鋪設(shè)巡檢終端到站內(nèi)主控樓間的光纖網(wǎng)絡(luò)通道。本發(fā)明中無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施實(shí)例普遍為：為保證良好的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果(具體表現(xiàn)為實(shí)時(shí)高清視頻播放流暢)，關(guān)于電壓等級(jí)(110kv、220kv及500kv)變電站采用一個(gè)無(wú)線ap，針對(duì)電壓等級(jí)1000kv變電站將會(huì)采用兩個(gè)無(wú)線ap。本發(fā)明中有線通信網(wǎng)絡(luò)使用實(shí)例如下：當(dāng)室內(nèi)組屏交換機(jī)有可用接口時(shí)，可直接使用該組屏交換機(jī)，當(dāng)沒(méi)有可用接口時(shí)，需額外增加通信交換機(jī)；當(dāng)交換機(jī)只有光接口時(shí)，由于二次設(shè)備巡檢系統(tǒng)終端均為電網(wǎng)口，需要增加相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器。
所述站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源主要包括匯聚站內(nèi)現(xiàn)有的scada系統(tǒng)、mis系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、保信子站系統(tǒng)、安防消防監(jiān)控系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)信息形成多數(shù)據(jù)源。其中從scada系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)以電氣量為主，主要包括：電流、電壓、溫度、頻率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及事件、異常、越限、變位、告知等狀態(tài)數(shù)據(jù)；從故障錄波系統(tǒng)、保信系統(tǒng)中獲取保護(hù)事件、保護(hù)動(dòng)作文件如中間信息節(jié)點(diǎn)文件、故障錄波文件信息；從一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)主要側(cè)重于一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，主要包括：變壓器油中溶解氣體監(jiān)測(cè)、油中微水監(jiān)測(cè)、局部放電監(jiān)測(cè)、套管絕緣監(jiān)測(cè)、鐵芯接地電流監(jiān)測(cè)、冷卻器風(fēng)扇及油泵監(jiān)測(cè)、溫度負(fù)荷監(jiān)測(cè)、有載分接開關(guān)監(jiān)測(cè)、保護(hù)器件監(jiān)測(cè)、變壓器振動(dòng)波譜與噪聲監(jiān)測(cè)；斷路器及高壓組合電器(gis)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、gis局部放電監(jiān)測(cè)、sf6氣體密度及微水監(jiān)測(cè)、gis室sf6氣體泄漏監(jiān)測(cè)、避雷器絕緣監(jiān)測(cè)、sf6氣體分離物監(jiān)測(cè)、斷路器動(dòng)作特性監(jiān)測(cè)；電流互感器(ct)絕緣監(jiān)測(cè)、電容式電壓互感器(cvt)絕緣監(jiān)測(cè)、耦合電容器(oy)絕緣監(jiān)測(cè)、避雷器絕緣監(jiān)測(cè)；從站內(nèi)安防消防監(jiān)控系統(tǒng)中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)有：門禁狀態(tài)、電子圍欄情況、煙霧、火災(zāi)情況等；從環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、降雨量、風(fēng)向、風(fēng)力、氣壓等。
所述站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信傳輸系統(tǒng)包括站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)、單向物理隔離裝置、防火墻裝置，滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)的“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的總體原則。其中生產(chǎn)控制大區(qū)和信息管理大區(qū)之間傳輸采用單向的物理隔離裝置，生產(chǎn)控制大區(qū)內(nèi)部i區(qū)、ii區(qū)之間數(shù)據(jù)傳輸采用防火墻裝置。本發(fā)明中巡檢系統(tǒng)擬安裝在變電站信息管理大區(qū)(安全iii區(qū))，對(duì)于同是iii區(qū)的系統(tǒng)將通過(guò)防火墻進(jìn)行數(shù)據(jù)穿越。上對(duì)于是i區(qū)、ii區(qū)的系統(tǒng)，如scada系統(tǒng)、故障錄波保信系統(tǒng)、變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，將通過(guò)單向物理隔離裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)穿越。
所述綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)包括多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)通信服務(wù)器、多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的分類結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)系統(tǒng)、后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)、應(yīng)用工作站。數(shù)據(jù)通信服務(wù)器實(shí)時(shí)接收一次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)，二次設(shè)備智能巡檢系統(tǒng)，站內(nèi)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源（包括匯聚站內(nèi)現(xiàn)有的scada系統(tǒng)、mis系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、保信子站系統(tǒng)、安防消防監(jiān)控系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)）的變電站設(shè)備相關(guān)的監(jiān)控信息數(shù)據(jù)。多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的分類結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析方法對(duì)聚合的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類與結(jié)構(gòu)化處理，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)存儲(chǔ)于管理。后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)對(duì)根據(jù)變電站設(shè)備的特性進(jìn)行診斷模型建立，利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行變電站設(shè)備的健康狀態(tài)診斷，生成設(shè)備異常報(bào)告，同時(shí)對(duì)設(shè)備健康發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成設(shè)備預(yù)警報(bào)告，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的全面診斷。應(yīng)用工作站為后臺(tái)上位機(jī)運(yùn)行平臺(tái)，用于后臺(tái)專家子站系統(tǒng)的界面顯示，人機(jī)交互。同時(shí)綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)可通過(guò)電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)專用通道配置連接多個(gè)后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示各個(gè)站內(nèi)后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)的巡檢數(shù)據(jù)、綜合診斷結(jié)果、并可以遠(yuǎn)端實(shí)現(xiàn)站內(nèi)后臺(tái)專家診斷系統(tǒng)的設(shè)置、控制等操作。
一種基于多數(shù)據(jù)源的變電站智能巡檢系統(tǒng)中提高巡檢結(jié)果可靠性的綜合診斷方法，它由以下幾個(gè)步驟組成：
步驟一：一次設(shè)備智能巡檢終端白天巡檢相關(guān)一次設(shè)備，得到斷路器、刀閘位置、各類儀表數(shù)據(jù)、紫外電暈數(shù)據(jù)，以及變壓器、高壓組合電器、套管絕緣、電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器、鐵芯接地、避雷器的外觀狀態(tài)。
步驟二：一次設(shè)備智能巡檢終端晚上巡檢相關(guān)一次設(shè)備，得到斷路器、刀閘、變壓器、高壓組合電器、套管絕緣、電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器、鐵芯接地、避雷器關(guān)鍵位置的溫度分布信息。
步驟三：二次設(shè)備智能巡檢終端巡檢相關(guān)二次設(shè)備的指示燈、壓板、開關(guān)信息。
步驟四：綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全通信系統(tǒng)讀取站內(nèi)線在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)源，包括匯聚站內(nèi)現(xiàn)有的scada系統(tǒng)、mis系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、保信子站系統(tǒng)、安防消防監(jiān)控系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)信息。
步驟五：基于多數(shù)據(jù)源的巡檢任務(wù)綜合建模，進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，如斷路器是否異常，需要同時(shí)關(guān)聯(lián)一次設(shè)備巡檢結(jié)果中的斷路器實(shí)際位置信息、斷路器操作箱中斷路器壓力表信息、斷路器溫度信息、斷路器關(guān)鍵部位紫外放電信息；二次設(shè)備巡檢結(jié)果中斷路器閉合、斷開位置信息，相關(guān)指示燈信息；scada系統(tǒng)中的負(fù)荷電流信息，斷路器位置開入信息；斷路器一次設(shè)備在線監(jiān)視系統(tǒng)中的斷路器內(nèi)部狀態(tài)信息等。對(duì)斷路器狀態(tài)判斷相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，可分為關(guān)鍵數(shù)據(jù)和影響數(shù)據(jù)。其中關(guān)鍵數(shù)據(jù)包括斷路器實(shí)際位置信息（s_pos）、斷路器閉合、斷開位置信息（s_onoff）、斷路器位置開入信息（s_inout），影響數(shù)據(jù)包括斷路操作箱中斷路器壓力表（s_pressure）、斷路器關(guān)鍵部位紫外放電（s_discharge）、scada系統(tǒng)中的負(fù)荷電流信息（s_current）。對(duì)斷路器異常判斷的綜合模型描述如下：
當(dāng)通過(guò)斷路器關(guān)鍵參數(shù)判斷出斷路器狀態(tài)為故障狀態(tài)時(shí)，直接產(chǎn)生報(bào)警信息；如果通過(guò)斷路器關(guān)鍵參數(shù)判斷出斷路器狀態(tài)為正常狀態(tài)時(shí)，再對(duì)影響參數(shù)進(jìn)行分析進(jìn)而判斷斷路器的健康狀態(tài)。
步驟六：根據(jù)上述的關(guān)聯(lián)模型，以多源系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行巡檢項(xiàng)目的異常綜合診斷操作。如不能根據(jù)可將光拍照結(jié)果直接輸出斷路器位置狀態(tài)，而是先要在關(guān)聯(lián)模型中查找對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目，包括斷路器紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，斷路器操作箱中斷路器合、分位置狀態(tài)，scada系統(tǒng)中斷路器位置開入狀態(tài)、scada系統(tǒng)中斷路器負(fù)荷電流大小、斷路器一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中斷路器的相關(guān)狀態(tài)；當(dāng)所有信息完全匹配時(shí)，能正確的反應(yīng)斷路器的實(shí)際位置，相反，當(dāng)部分信息與其他并不匹配時(shí)，進(jìn)一步查明原因，不僅給出斷路器位置告警，同時(shí)還給出其他系統(tǒng)的異常告警；類似的，若變壓器油溫比歷史油溫高，并不能簡(jiǎn)單的直接輸出變壓器油溫異常，而是應(yīng)該同時(shí)結(jié)合scada中變壓器負(fù)荷大小，風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，變壓器一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的異常情況，變壓器關(guān)鍵位置的紫外放電情況綜合評(píng)估當(dāng)前的油溫的變化，是由于變壓器異常原因引起的，還是因?yàn)樨?fù)荷變化引起的，或者是變壓器現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化導(dǎo)致絕緣子放電引起，最終形成異常判斷的綜合診斷結(jié)果。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。