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基于大数据分析的变电站设备智能化巡检系统

摘要：电力设备巡检是对变电站设备进行常规检修的基本工作。当前电力企业普遍采取人工巡检为主，手持终端PDA为辅。该工作模式可以实时巡检人员的位置，对巡检的就地率有基本的巡检功能，PDA可以自动输入设备信息，节约人工记录时间，但是仍然存在着不能满足实际巡检需求的问题，如监测数据复杂冗余、缺乏故障数据分析等。同时，作为智能电网中的一个关键环节，变电站数量众多，分布广泛，地理位置人烟稀少，给电力系统的维护和管理造成了诸多的困难。智能巡检与监管系统也将代替人工巡检和变电站监视控制系统，从而实现变电站管理的高度智能化。

关键词：大数据；变电站设备；智能化巡检系统

引言

电力企业的数字化转型，明确提出了利用在线监测、视频巡检、无人机、卫星遥感、智能单兵监测等多种信息源，以对电网设备状况进行精确的评价，为制定更有针对性的巡检和检修计划提供依据。按照国家电网对变电站自动化运行的需求，各电力公司应利用高清视频、AI、无人机航测等技术，加强对变电站一次设备、二次保护监测屏柜、生产环境的多维度高清远程立体智能巡检，为电力行业的数字化升级、节能减排的绿色目标实现做出有力助推。

1.变电站传统巡检痛点

传统的变电站人工巡检，大多是由地面工作人员沿巡检通道进行巡检和记录，传统的无人驾驶飞机，需要专业的飞行人员，因此受到了很大的限制。传统的人巡+手控机巡线的常规巡检存在着如下困难：①人工巡检受限于视角，难以覆盖高层、中层设备，容易疏忽个别安全隐患；②采用手控机巡检方法，必须避开电力设施，对飞行人员的操作有很高的要求；③夏季高温炎热，工作强度大，工作风险大；④不能立即辨认出巡检图像，需要软件进行识别，再由人工进行复查，时效性较差。

随着电力网络规模的日益扩大，传统的变电站巡检技术模式面临诸多问题与挑战，迫切需要加强电力系统的信息化建设。

2.智能变电站巡检系统的必要性

智能变电站是一种具有自动控制、智能调节、在线分析决策、协作交互等功能的变电站，它具有将电流、电压等电能转换为特定地区的电能。尽管智能化变电站具有信息化、科学化的特点，但不可否认其具有高度的安全运行风险。因此为了保障变电站的设备安全运行，以及结合无人值班变电站的实际情况，现基本对变电站采用传统定期人工巡检的方式。但随着变电站越来越多，传统人工巡检的弊端也越来越明显。①巡检人员不足，巡检周期变得越来越长，无法及时发现设备问题；②随着人员流动和岗位调整，造成巡检人员素质参差不齐，巡检质量达不到预期效果；③较多变电站地点离巡维中心还有一定的距离，需要投入较大的人力物力在路途中，巡检效益差。因此传统的巡检方式已无法满足现代的管理要求，电力企业迫切需要一种新型的巡检手段。随着近年AI技术的快速发展，一种基于AI和大数据的智能化变电站巡检系统可很好的解决传统人工巡检存在的问题。

3.多维智能远程巡检系统

多维智能远程巡检系统由调度端智能远程巡检主站、变电站端智能巡检监控系统和巡维中心(集控中心）端的远程巡检工作站组成。站端智能巡检监控系统通过高清可见光摄像机、红外测温摄像机、传感器、智能机器人、无人机等设备采集变电站电气设备、环境等状态信息。系统结构如图所示：

变电站端智能巡检监控主机在每次巡检完成后通过数据网将巡检信息及结果通过综合数据网发送给调度端智能远程巡检主站。调度端智能远程巡检主站和远程巡检工作站也可主动向变电站多维智能远程监控平台获得实时或历史巡检信息。

变电站端智能巡检监控系统基于AI及大数据技术，可制定智能巡视策略、设备状态和趋势分析与预判、现场作业安全风险管控、远程视频验证、智能预警模块等深度开发的应用模块。从而具有智能巡视、设备状态智能监测、表计读数智能识别、保护装置信息采集、设备缺陷智能识别、人员行为智能监测等功能。并可对设备的运行状况进行提前分析和预判，发现设备存在隐患，提前向巡检人员发出预警信息，从而降低变电站的设备故障造成的安全事故。

多维智能远程巡检系统通过隔离装置与调度中心SCADA主站进行通信，接收自动化系统的遥控、遥信等信息；当SCADA主站对某一设备下达了远程控制命令后，系统就会自动地将该设备的图像、开合状态、自身温度、仪表读数、设备所处的环境信息等全部显示出来，从而使调度员能够全面地分析和判断设备的运行状态，确保远程控制的可靠性。

变电站多维智能远程巡检系统按照“调控一体化”、“无人值班变电站”和“五通一措”的电力系统运行需求而开发的，它为调度人员远程遥控、设备巡检、运维人员现场作业和应急处置等生产、安防等生产环节的智能监控与应急指挥平台，能够切合电力生产实际应用，保障电网生产安全运营。

4.变电站智能巡检技术

???变电站智能巡检数据采集主要采用摄像机群、无人机、智能机器人等方式，结合AI识别及判断技术进行。

4.1智能巡检