变电运维技术中的智能化技术分析

张建华

（万桥信息技术有限公司， 甘肃 兰州 730000）

引言

电力系统作为我们日常生活与工作十分重要的组成部分，加强电力系统的合理运用和智能化建设，可促使其在生活中发挥巨大的效益。变电运维采取智能化技术不仅是现有国内发电站发展的重要趋势，更是整个变电站运行更加高效的重要支撑，此外还能对变电站运行起到充分的保护作用。但是目前所采取的变电站智能化运维技术还是存在一定的弊端，因此为了保障整个变电站的运维效率和工作质量全面提升，需要结合一定的技术措施来改善现状，其中智能机器人技术是一项重要的技术形式，本文就此为重点，探讨变电站运维期间，智能机器人技术的有效使用。

1 案例概述

某222 kV 变电站，设计主变压器2 台，容量均为18 万kVA，其中两台主变压主要接线形式为双母线，4 回进线。110 kV 变压系统接线也同样为双母线，共出线14 回。另外该变电站还包含35 kV 变压系统，共出线6 回，所拥有的并联电容器共2 组。变电站中所有的一次设备均以室外敞开的形式布置。变电站内所有的智能机器人均为浙江国有企业生产，该变电站内的智能机器人从2015 年开始运行，目前已经实现4年的安全运行，但是依旧存在一些如油位下降、设备温度异常升高等问题，虽然有问题存在，但是丝毫不影响变电站安全运维工作的效率提升。

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2 智能机器人巡检系统的组成

2.1 概述

本次变电站内的智能机器人巡检系统如图1 所示，其共分为三层，分别为基站层、通讯层与终端层，以分布式结构实现系统网络运行。其中智能机器人的巡检系统对于集中控制也能够支持，可以在远程终端上操作巡检系统。

北运河流域面积涉及东城、西城、昌平、海淀、朝阳、顺义、通州、石景山、丰台、大兴、门头沟、延庆和怀柔等13个区县，承担着全市81%以上的人口、80%的经济总量和中心城区90%的排水任务，是北京市人口最集中、产业最聚集、城市化水平最高的流域。

1）基站层：包含基站系统、视频监控器、防火墙和硬盘录像机等部件。

数据分析技术是指在后台系统上传输机器人巡检记录与结果之后，自动进行数据分析和数据处理，并且在数据处理完成后，还能自动生成对比表格，工作人员在获取数据后就可以及时发现异常数据，为相关人员后续查看提供第一手资料。另外，在运维人员的日常工作中，也可结合后台数据查询功能导出报表，生成数据的历史曲线，分析该设备运行的参数变化情况，提供基础数据支撑。

选取90例糖尿病患者为观察对象，均无意识障碍、语言障碍以及所用降糖药物的相关禁忌证，对该研究均知情同意。将观察对象随机分为参照组和实验组，每组45例。其中，参照组女21例，男24例；初中及以下学历21例，高中和中专学历18例，大专学历5例，本科学历 1例；年龄最小为 49岁，最大为 75岁，平均（59.31±4.15）岁。 实验组中，男性 22例，女性 23例；本科学历2例，大专学历4例，中专和高中学历16例，小学和初中学历23例；患者的年龄在47～76岁之间，平均（59.28±4.22）岁。两组研究对象的基本资料差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

本智能机器人系统实现监控与巡检工作依靠的是多种传感器的支持，如超声传感仪和红外线成像仪等，并且机器人系统上配备了激光雷达、夜间照明等设备，定位精准，在自主导航的辅助下，可自主完成设计人员预设的工作内容，实现变电站全面巡检工作[2]。该机器人配备雨刷和定点可见光摄像仪等部件，由此可在任何天气环境下实现自身的任务目标。如果在运行期间自主导航时，操作人员就可利用遥控来实现远程控制。

为了保障整个智能巡检机器人所获取的图像能够真实地反映出设备的运行状态，可对其采集的图像进行增强和改进。改进的方法较多，如双边滤波器的使用、基于分层处理的图像增强等。使用这些技术之后，图像的基本层本身会出现较大的动态波动范围，不包含细节成分。对基层的图像进行一定的压缩处理后，会影响到最终图像的对比度。因此，在图像尤其是基层图像的处理上，重点是进行对比度的调整。

2.2 智能巡检机器人概述

3）终端层：主要容纳的是终端设备，如智能机器人或者是充电室等[1]。

表1 智能巡检机器人各项参数

该功能是指利用识别算法来增强处理机器人所采集到的图像信息，并根据系统预设正常条件与其所采集的图像进行对比，如果超出限值会立刻报警。该系统可实现各种天气的图像自动识别，与人工巡查所产生的误差不超过5%。

2.3 充电室

充电室主要是为了智能巡检机器人能够循环供电所建设的，一般正常的充电室仅有在机器人完成巡视任务后回到充电室、或者是在终端软件的控制下才会自动工作。本充电室配备门禁和自动充电设备，可以感知机器人做出的巡检行为，然后再自动决定是否开启，这样可以不再需要人为操控[3]。如果除去上述情况，要想开启该充电室，只有工作人员手动开启方可。

机器人在巡检任务完成后可自动返回到充电室，并实现自主充电与电量管理。当机器人在巡检期间如果遇到特殊情况导致无法开机，则需要运维人员手动开启充电室为其充电。

2.5 评判指标 每一季度末将患者满意度(包括服务态度、巡视病房、打针技术、呼叫应答);患者对健康教育内容的知晓情况(包括病情、用药指导、康复指导);护士业务能力(包括理论考核及操作考核)的数据进行分析。

上位机主要安装在运维人员的办公区域内，实现对变电站的监控、智能巡检机器人的远程查看与遥控等任务。

2.4 辅助设备

将各项参数信息传输到上位机中，如温度、风速与湿度等，是为了保障机器人巡检工作的准确性与可靠性，并和检测结果一同根据特殊算法来得到最终结果。因此，需要在机器人系统中安装风速、温湿度传感器以及无线通讯用的无线网桥等辅助设备。

在辅助设备装置期间，需要满足的条件为：无线通信信号覆盖整个变电站，并且保持信号稳定、可靠。风速测量装置与温湿度传感器运行正常。在对无线网桥和传感器进行安装且需要对电缆进行二次敷设期间，需要保持孔洞的封堵良好。

2.5 上位机与下位机

在H2O2加入量为10 mL/L、石墨烯加入量为10 mg/L的条件下，研究废水pH值对制浆中段废水的CODCr去除率和出水UV254值的影响，结果分别如图1和图2所示。

下位机是一种安装在机器人系统中的软件，属于巡检系统的就地指挥、控制与监控中心，安装在机器人本体内。机器人巡检工作完毕后，所有的巡检数据都在远程控制平台中存储，以便相关人员后续查看与调用。

3 智能机器人巡检系统的功能分析

3.1 红外测温

智能机器人巡检系统中的红外测温，采用多角度方式对不同监测点开展工作，工作程序为先对不同的测温点进行测温，随后再对设备进行整体扫描。因此，充分利用红外测温功能，不但能最大程度避免出现检测盲区的问题，同时一旦出现设备温度过高，超出值域范围，智能机器人就会及时发出信号警告，提醒工作人员采取妥当处理措施，实施进一步处理。并且该机器人也可存储其所检测的结果，为后续相关故障发生解决方案提供一定的参考。而测温系统就是对设备温升与绝对温升进行判断，除了这两项判断条件之外，还需根据设备实际特征，来设定针对性的报警值，实现科学报警。

3.2 设备状态与表计识别

其中该智能机器人在巡检过程中，具备可靠性较高的导航设备，可抵抗绝大部分的干扰因素，实现全天候巡检控制工作。具体来讲，其所采取的导航定位方式为无轨化激光导航，因此设计人员可随时确定机器人的具体部位与位置。

3.3 数据分析

2）通讯层：通讯层主要负责的是基站与终端层之间的网络连接，其包含多种无线通讯设备。

4 智能机器人图像增强改进的相关措施

改革开放以来，随着上海经济持续发展、人民生活水平日益提高，全社会对能源消费的需求规模不断扩大。2017年，上海全社会能源消费总量接近1.2亿t标准煤，是1980年的5.6倍，年均增长4.7%。随着总量的不断提升，各能源品种消费量都经历了不同程度的增长和调整。从总体看，除煤炭自2011年到达峰值后消费量出现持续下降外，其余各主要能源品种消费仍处于上升通道，尤其是天然气自1999年进入上海至今，年均增速高达27.8%。

一般在调整图像对比度期间，常见的手段为直方均衡处理方法，操作简单，有效实用。进行直方图处理后，会得到直方图函数H（i），在设定投影的阈值T 之后，结合该阈值可对H（i）进行二值化处理，得到二值直方图B（i）：

求B（i）的累计直方图，如下：

在上述公式中，输入图像的数据位宽为N，那么有效灰度的个数nmax就是累计，直方图的最大值：

假设显示设备的数据位宽为M，当nmax＞2M时，表示有效的灰度个数超出设备的动态显示范围，这些对应的内容复杂且丰富的图像，设备的动态范围2M则为输出有图像的最大动态范围R，相反也是一样，对应着单一的图像。如果此时将输出的图像最大动态范围强行扩展到2M，很容易导致图像灰度失真，并且会大量增加噪声点的数量。令：

由此输出图像可由下面公式给出：

口腔矫治器与外科手术对睡眠鼾症患者多导睡眠图、呼吸参数和糖脂代谢水平的影响 ……………………………………………………………………………… 魏信汉(4):482

5 结语

本文基于某变电站的智能机器人巡检技术的分析与研究，希望能够给予相关变电站运维智能化技术的实施提供一些参考和意见，保障变电站安全稳定的运行。