无人机技术在变电站顺控操作中的应用研究

摘要：为了规范变电站顺控操作、减少误操作行为发生次数，开展无人机技术在变电站顺控操作中的应用研究。选择适合的无人机搭载专业测绘相机，对变电站进行全方位的航拍，搭建变电站三维实景模型；在变电站中设置隔离开关“双确认”闸刀，确保隔离开关操作的安全性和准确性；通过各种传感器、通讯协议、采集模块等，实时获取电力设备的运行状态信息，实现对变电站运维端的远程顺控。对比实验结果证明：设计的方法应用效果良好，按照规范，应用无人机进行变电展示顺控操作，可以有效降低误操作行为的发生次数，保证变电站的安全运行。

关键词：无人机技术远程端“双确认”闸刀三维实景模型顺控操作变电站

ResearchontheApplicationofDroneTechnologyinSubstationSequenceControlOperation

SUNZhaoTANGRonghui

WuhuPowerSupplyCompany，StateGridAnhuiElectricPowerCo.，Ltd.，Wuhu，AnhuiProvince，241000China

Abstract：Inordertostandardizethesequencecontroloperationofsubstationsandreducetheoccurrenceofmisoperation，researchontheapplicationofdronetechnologyinthesequencecontroloperationofsubstationsiscarriedout.Chooseasuitableunmannedaerialvehicle（UAV）equippedwithaprofessionalsurveyingcameratotakecomprehensiveaerialphotographyofthesubstationandbuildathree-dimensionalrealisticmodelofthesubstation;Installa"doubc/ASQNb3x4HG36V/wnHXbnom7rrfOw2BMYgY9W3z4No=leconfirmation"switchinthesubstationtoensurethesafetyandaccuracyoftheisolationswitchoperation;Realtimeoperationstatusinformationofpowerequipmentisobtainedthroughvarioussensors，communicationprotocols，acquisitionmodules，etc.，toachieveremotesequencecontrolofthesubstationoperationandmaintenanceend.Thecomparativeexperimentalresultshaveproventhatthedesignedmethodhasgoodapplicationeffects.ApplyingUAVsforsubstationdisplaysequencecontroloperationsinaccordancewithregulationscaneffectivelyreducetheoccurrenceofmisoperationbehaviorandensurethesafeoperationofthesubstation.

KeyWords：Dronetechnology;Remoteend;“Doubleconfirmation”switch;3Drealisticmodel;Sequencecontroloperation;Substation

现阶段，大部分的变电站运维方式往往依赖于人工巡检和操作，这种方式不仅效率低下，而且存在安全风险。随着无人机技术的快速发展，其在电力行业的应用越来越广泛，为变电站的顺控操作提供了新的解决方案。

孟航等人[1]通过专家语义识别算法实现对一键顺控和运维操作票的语义识别，提升了变电站数据校核的质量和效率，但对于复杂语义识别和特定场景的适应性需改进。颜志成[2]通过图像识别技术实时监测变电站设备状态，支持一键顺控操作，提高运维效率和安全，但复杂图像和多变环境可能影响识别准确性，特定设备需定制化算法支持。杨宏伟等人[3]用TF-IDF算法分析变电站操作文本，自动测试顺控操作票的准确性，但复杂语境和行业术语处理存在不足，语义深层理解能力待提升。

为推进变电站的规范化管理，本文开展了无人机技术在变电站顺控操作的应用研究，为电力行业发展带了来更大的便利和效益。

1基于无人机技术搭建变电站三维实景模型

为了顺控操作，引入无人机技术，搭建变电站三维模型。无人机搭载测绘相机，全方位地航拍变电站，多角度地采集高分辨率影像，拍摄灵活，兼顾全貌与细节，获取了高质量图像。按表1设计航飞参数，确保图像数据的规范性。

1.5

在无人机上装备实时差分定位技术（Real-TimeKinematic，RTK）模块，赋予无人机在户外环境中实时获取厘米级定位精度的能力，RTK模块通过与地面基站之间的实时数据交换，对无人机搭载的GPS接收器接收到的卫星信号进行差分处理[4]。公式如下。

2设置变电站隔离开关“双确认”闸刀

在变电站中设置隔离开关“双确认”闸刀，确保隔离开关操作的安全性和准确性。“双确认”装置是一种加装在刀闸一次运动机构上的传感器，用于实时检测刀闸的实际位置信息。“双确认”技术原理如图1所示。

根据变电站的实际情况和隔离开关的类型，选择适合的“双确认”传感器，将选定的传感器安装在隔离开关的刀闸一次运动机构上。在安装过程中，需确保传感器与刀闸的接触部分紧密贴合，以便准确捕捉刀闸的运动状态[5]；同时，还需要注意传感器的固定方式，以避免在刀闸运动过程中发生松动或脱落。然后，将传感器的信号线连接到变电站的控制系统中。在连接过程中，需要确保信号线的质量和可靠性，以避免信号传输过程中的干扰和损失。检查传感器是否能够准确捕捉刀闸的运动状态，并将状态信息传输给控制系统，以此种方式实现变电站隔离开关“双确认”闸刀的设置。

3变电站运维端远程顺控

在变电站运维端实现远程顺控时，会涉及多个关键组件和设备，包括驻地监控主机、顺控主机、智能防误主机、执行设备组件与测控装置。其中，监控主机是设备监控系统的关键，可以连接信号输入，实现对变电站的实时监控。

通过各种传感器、通讯协议、采集模块等，实时获取电力设备的运行状态信息，如电流、电压、功率因数。在调度端主站上，扩展操作票和操作防误、计算分析校验模块，并确保这些模块与实时系统紧密耦合。在此过程中，顺控操作主要由站控层完成，智能化变电站通过与调度主站配合实现智能操作票的召唤功能。运维人员可以远程对变电设备进行操作和控制，如开关、断路器的远程切换等，减少操作人员的工作强度，提高操作效率。按照上述方式，实现变电站运维端远程顺控。

4对比实验

选择某地区大型变电站作为试点。该变电站是该地区电力系统的重要节点，拥有500kV电压等级和1200MVA总容量，有6台主变压器及配套设备。随着电力需求增长，近5年，容量增长15%，新增2台主变压器和10个开关间隔，对运行管理和维护提出了更高要求。

引入顺控操作技术，提升变电站管理效率与安全性，但仍有30%操作需人工干预，限制了技术发挥。一年内，15%误操作与顺控技术相关。

虽然该试点变电站已经引入顺控操作技术并取得一定成效，但在实际应用中仍存在不足。为了提高顺控操作技术的覆盖率和准确性，引进无人机技术，并将孟航等人[1]提出的方法、颜志成[2]提出的方法作为对照，应用3种方法，进行变电站顺控操作。将3种方法在应用中的误操作行为发生次数作为检验指标，对其进行统计，如表2所示。

由表2可以看出，应用本文方法后，变电站顺控操作中多种误操作行为发生次数为0，而应用孟航等人[1]提出的方法与颜志成[2]提出的方法，无法保证误操作行为发生次数为0。由此证明，相比对照组方法，本文方法应用效果良好，按照规范，应用无人机进行变电展示顺控操作，可降低误操作行为的发生次数，保证变电站的安全运行。

5结语

无人机技术与变电站的顺控系统相结合，实现对设备的智能化管理和控制。为此，通过搭建变电站三维实景模型、设置变电站隔离开关“双确认”闸刀、变电站运维端远程顺控，开展无人机技术在变电站顺控操作的应用研究。通过无人机获取的实时数据，顺控系统可以自动判断设备的运行状态，并采取相应的措施，保障电网的安全运行。同时，无人机技术还可对变电站的故障进行自动诊断和处理可以为运维人员提供准确的信息，快速处理故障。因此，在后续工作中，还需加大对此方面工作的投入，加大对变电站的规范化管理。

参考文献

[1]孟航，薛向阳，黄山，等.基于强化自然语言理解的变电站一键顺控自动校核研究[J].自动化应用，2024，65（4）：39-42.

[2]颜志成.图像识别在智能变电站一键顺控操作中的有效运用[J].自动化应用，2023，64（20）：160-161，165.

[3]杨宏伟，张红梅，张骥，等.基于TF-IDF加权文本语义相似度算法的变电站一键顺控测试方法研究[J].电力科学与技术学报，2023，38（5）：269-278.

[4]刘洋，顾全，李学武，等.基于PLC控制的一键式顺控及智能操作票生成方法[J].自动化技术与应用，2023，42（9）：25-28.

[5]刘一平.110千伏变电站高压开关柜一键顺控协同防误联锁智能操作应用[J].新疆钢铁，2023（3）：7-9.