国网泉州供电公司,福建 泉州 362000
摘要:监控系统采用全网络化设备,无人值守变电所配置高清晰网络摄像机,通过独立的视频网络传输,在电网智能管控中心集中管理、存储、显示。通过变电所视频监控系统,将实现设备管理、安防管理、人员管理三大功能,实现变电站远程智能巡视、设备在线监测、智能操作辅助、智能安全监控等应用。基于此,对变电站辅助设备监控发展进行研究,以供参考。
关键词:变电站;辅助设备;监控发展
引言
电力系统的稳定运行关系到国计民生,在运行过程中出现任何错误都将会造成无法估量的损失。变电站是智能电网中不可或缺的一个环节,传统的变电站巡视巡检系统普遍存在效率低下以及准确性偏低等缺点,无法满足现阶段电网发展需求。因此,需要研究一套集智能化和自动化于一体的变电站巡检巡视系统。
1视频监控系统功能
1.1现场实时图像呈现
视频监控系统首先满足无人值守变电站控制人员“看得见”的要求。在集控中心展示变电站内实时视频图像,操作人员控制前端摄像机实现站内设备全景显示和设备细节画面放大显示。控制中心大屏幕可多画面显示站内全部视频图像,同时显示电网控制系统画面等。
1.2设备巡检
除了“看得见”的视频图像,视频分析技术还提供了更多的设备巡检功能,发挥更大的作用。视频监控系统用于设备巡检按图3流程进行设计:(1)视频巡检。球形摄像机配合巡检计划,定时转动云台,对室内情况进行轮询。摄像机设置位置要高于室内设备,保证摄像机转动视频能覆盖整个房间设备。(2)热成像测温。在电力行业很早就将热像仪应用于设备的安全检修上,通过其对电气设备和线路的热缺陷进行探测,如变压器本体、套管、断路器、刀闸、电流互感器、电力电容器等。在变压器室设置热成像测温摄像机可以365d×24h实时显示热分布图像和视频,可以设置多个预置位,提供多种方式的自动巡航方案,实现每天多次的对设备工作状态的巡检、自动预警、自动输出报表等功能。在变压器图像上可标定多个测温点和测温曲线,每个测温点和测温曲线都可随时移动;可以自动全屏或在指定任意区域内捕捉最高温、最低温、平均值,相关区域可随时移动和改变大小;可设置任意形状多边形区域分析;可提供对多个区域同时进行分析比较功能;可对图像内任意点、线、区域的温度变化趋势进行记录分析。
1.3轨道机器人巡检
在110kV高压配电室设备密集,由于通道狭窄,摄像机无合适的安装位置。设置轨道机器人可以水平和垂直移动,获取柜上所有信息,用于对每个机柜进行定时巡检,每一个配电柜设置3个预置位,设置对焦,同时可设置设备故障联动巡检功能。轨道摄像机自带LED补光,配电室无照明时也可清晰拍摄图像。
2变电站辅助设备监控发展应用
2.1变电站无人机自主巡检系统的设计应用
2.1.1系统简介
无人机自主巡检系统通过高精度三维点云为巡检自动规划路线,利用三维空间模型进行航线规划、航线安全校验,实现高精度无人机自动驾驶功能。按层级分为云、边、端三大部分。(1)云:中央管控系统,可集中调度自动巡检系统和无人机,制定并下发无人机巡检任务,对无人机巡检上传的数据进行管理、缺陷识别,实时查看无人机现场图像。(2)边:无人机自主巡检系统是实现无人机无人值守作业的智能装备系统(下文简称固定机场),具备支持无人机存储、自主化飞行、电能补充等功能模块,是实现无人机无人值守的关键组成部分之一。(3)端:携带巡检任务的RTK无人机。无人机能够接收云端下发的任务,按照任务规划进行自主安全飞行,采集巡检任务数据,并可根据业务需求支持搭载红外测温多种类型负载。
2.1.2通信链路
无人机数据通过2.4GHz/5.8GHz专用遥控器链路与遥控器进行通讯。通过固定机场实现无人机的全自主巡检,一方面将无人机采集数据传回管控平台进行存储、分析,另一方面通过管控平台查看实时图传、发送控制指令。固定机场作为信息的中转站,用于无人机的起飞、降落、回收、储存、充电场所,同时用于飞机的通讯、数据的储存与同步、状态推送与命令接收、气象数据监测等。
2.1.3硬件配置
固定机场作为无人机的存储单元及载体,通过接受中心平台远程下发的任务,控制无人机进行自主巡检、返航、回收、充电、数据上传等流程。具有可连接中央管控系统与固定机场各设备的网络通信模块、可处理无人机任务数据的机场服务器模块、可为无人机提供起降场地的机电模块、控制无人机自主执行巡检任务的无人机地面站模块等。
2.2人工智能的变电站监控
基于L-M优化BP算法的信息事件化首先需要对变电站的电网设备业务信息进行定义,使监控信息模型更加事件化,故障类型更加具体化。变电站设备常见的运行状态变化按照事件类型可分为设备、厂站、网架层级三大类,还可以进一步划分为事故、异常、疑似、单一类事件四小类。BP算法可以有效地将所有复杂的故障状态进行诊断分析并将信息事件化,该算法在故障数据诊断方面具有突出的技术效果,但是由于其存在一些的技术弊端,通过L-M进行数据优化。除此之外,该算法的复杂度比较容易控制,一般通过设置隐层节点可以实现多种数据的计算与处理。视觉监控需要对监控摄像得到的图像进行多次处理,包括变电站显示屏事件图像的获取、图像校正、图像去噪、边缘信息提取、字符识别提取、故障类别编码及故障信息匹配,
2.3MUC选择
在变电站通信电源监控系统,监控设备是其运行的核心和基础,而MUC决定着监控设备的运行效果,其一方面担负着对目标监控电源实时信号的采集,同时也是采集数据传输的核心构件,系统其他部件的运行都是以其为基础开展的。在某种意义上,可以理解为MUC调控着系统各部分模块的工作。考虑到远程监控系统的主要应用价值,本文选择TI公司的MAP320G112单片机作为系统的中央处理器,其作为一种低功耗微型装置,微控制器的参数为16位,600kB的闪存使其能够实现对采集数据的瞬时处理,20KB的RAM为其运行的稳定性提供了可靠保障,同时,其自带的12位ADC和2个USART使得其能够实现对于其相关联硬件的惩罚处理。考虑到IO输入端口是其与其他装置连接的主要方式,因此其数量相对较多,一旦端口漏电量较大极有可能增加MAP320G112的能耗,因此设置IO输入端口最大漏电流为50nA,通过这样的方式满足设备的连接请求。由于采集到的通信电源数据是相对微观的,因此要直接通过其实现对电源状态的监控难度较大,部分细小的变化容易被忽视,因此要在MAP320G112中设计采样处理模块,其主要作用是对采集到的电压信号和电流信号信息进行放大和转换处理。
结束语
变电站无人值守是电网调度发展的趋势,随着视频网络化发展、智能化技术的成熟,在全网变电站集中管控的推进下,正在逐步实现全网变电站无人值守。视频监控系统作为集中管控人员的眼睛,用视频系统替代人工到现场进行设备巡检,发挥着越来越重要的作用。
参考文献
[1]刘慕娴,陆力瑜,莫蓓蓓,刘桂华.智能变电站安全运维策略研究[J].新型工业化,2021,11(10):88-90.
[2]雍明月,朱勇,汪奇,李海生,韩国鑫.智能变电站监控信息模块化验收技术研究与实现[J].长江信息通信,2021,34(10):76-81.
[3]葛万刚.变电站监控系统在电力调度中的应用分析[J].无线互联科技,2021,18(19):100-101.
[4]周伟伟.35kV变电站监控系统的设计[D].中国矿业大学,2021.
[5]沈浮,田黇.集中监控变电站遥信释义功能的研究[J].电世界,2021,62(09):9-11.