變電站智能機器人巡檢系統

唐豪　饒正科　肖軍

摘? 要：隨著變電站無人值班改造和智能化建設需求不斷增加，對變電站設備的巡檢工作質量要求明顯提高。設備運行狀態數據是對相關設備開展狀態評價的重要依據，智能巡檢機器人的應用推進了變電站無人值守進程，提高了正常巡檢作業和管理的自動化智能水平，有效降低了勞動強度和運維成本。

關鍵詞：變電站;智能機器人;巡檢系統

智能機器人在變電站巡檢系統中的應用分析，有利于促進其在變電站自動化建設中的進一步推廣應用，進而推動無人值守變電站的建設與發展，具有十分積極的作用和意義。

1巡檢機器人

由于變電站占有一定的面積和規模，加上電力一次設備放置較為分散，難以用一個固定的機器人完成整個變電站的巡檢功能，因此變電站巡檢采用移動機器人，主要完成變電站告警信號的圖像視頻、現場巡視及環境信息的信息采集功能。

當前變電站逐步采用現場無人值守模式，變電站主控室的一次設備運行狀態等運行人員重點關注的信息，具有數量多、邏輯關系復雜等特點。由于機器人多采用功能相對有限的嵌入式控制器，單個機器人難以同時完成變電站信息采集、信息處理和功能識別等多項任務。因此，在主站增加變電站運行智能輔助系統，與巡檢機器人配合，高效地完成變電站的巡檢功能。

巡檢機器人主要實現變電站的信息實時采集及站內巡視功能，完成一次設備巡視、紅外測溫監測等巡視任務，并將巡視結果以視頻或圖像的形式，上送至主站的變電站運行智能輔助系統，方便運行人員對主控室設備的遠程監視。

變電站運行智能輔助系統通過數據采集模塊，獲得巡檢機器人上傳的硬壓板、視頻和環境等有效信息后，進一步調用專家系統對巡檢信息進行識別、推理和分析，并經智能告警輸出模塊，將告警信息分析簡報、設備運行狀態確認信息回傳到主控制室，同時也將變電站內的實時運行狀態推送至運行人員。

2變電站智能機器人巡檢系統應用

2.1數據中心

（1）缺陷管理。缺陷管理可以查看各個編組站點的缺陷信息，包括缺陷狀態、缺陷等級、審核狀態等。（2）對比分析。對比分析功能實現對多種數據的對比分析，并以圖表的形式展示結果。可供對比的數據包括機器人和變電站不同時段的運行數據和不同設備同一時間的運行數據等，對比分析功能是分析變電站以及機器人運行狀態的重要參考，通過分析數據的變化趨勢可以及時查找變電站和機器人運行中存在的問題，并提早進行維護。

2.2驅動方式的選擇

通過對比已有巡檢機器人的幾種驅動方式，結合現場運行情況可以看出，采用四輪四驅方式的巡檢機器人在原地轉向過程中對輪胎的磨損特別嚴重，會直接導致巡檢機器人出現定位偏移而脫軌。因此，在進行巡檢機器人設計時，應盡量采用四輪八驅的方式，優化動力學控制模型，提升巡檢機器人在復雜路況下的運動控制性能，解決巡檢機器人運動控制系統的魯棒性和舒適性問題，減少機器人在轉彎或原地調頭過程中輪胎與地面的摩擦，減緩機器人輪胎的磨損速度，提高機器人的可靠運行時間。

2.3基站控制系統層

機器人遙控。在機器人的實際應用過程中，可以利用遙控來對機器人進行遠程的控制，對于機器人的行駛或者是攝像機調焦等一系列的操作，都可以利用機器人遙控來實現，主要是利用鍵盤或者是鼠標來完成。

自動巡視。智能機器人的巡檢系統在實際的運用過程中，能夠實現機器人的自動巡視，主要執行的任務包括自動云臺動作、自動攝像機調焦、自動紅外熱像儀的操作以及自主充電和紅外數據的采集等等。

實時圖像數據監控。智能機器人的巡檢系統當中可以對可見光攝像機以及紅外熱像儀進行實時視頻顯示，主要是為了能夠更好的配合遙控以及自動巡檢功能，這樣能夠實現操作人員在后臺對其進行巡視和監督，方便檢測數據的詳細記錄。

機器人狀態信息顯示。可以實時的對機器人的內部狀態信息進行有效的后臺顯示和監督，能夠通過這些信息的反饋，及時的了解到機器人的實際運行狀態，不僅能夠方便對機器人的巡檢控制，而且能夠通過電子地圖上的位置顯示，輕而易舉的找到機器人的實際位置所在點。

2.4移動站系統層

主控計算機系統。在智能機器人的實際應用過程中，少不了主控計算機系統的應用，主控計算機系統程度主要是采用WinCE嵌入式對其實時全方位、多功能的操作，由C++面向對象來進行語言的開發編程，其自身的主要目的是為了能夠負責導航的定位信息的采集以及處理等等。而在實際的操作過程中，根據監控主站下達的控制命令，不僅能夠對機器人的詳細運動軌跡形成一種良好的控制，而且能夠有效的控制和檢測機器人的傳感器，這樣能夠方便其自身對數據進行檢測、采集以及上傳等等，并且能夠將機器人自身的狀態信息也一并上傳記錄。導航定位系統。導航定位系統主要是由導航傳感器和定位傳感器兩個部分兩組成的，導航傳感器主要是磁導航傳感器，能夠切實有效的跟蹤地面之前鋪設的相關磁導航運行軌跡，來最終實現導航的定位;而定位傳感器主要是采用RFID的定位傳感器來進行實際的操作，能夠切實有效的為機器人提供定位、停靠以及其它的位置信息。運動控制系統。運動控制系統是移動站系統層當中必不可少的一部分，可以直接對機器人的行駛機構、驅動電機以及運動控制器等等設備形成切實有效的控制，從而掌握和實現對機器人的運動控制。動力系統。動力系統主要包括電池、電源管理器等等，主要是為了能夠長久的為機器人提供能夠運行的基礎能力，而動力系統主要是為了能夠實現電池的合理分配和管理等等。

2.5實時數據曲線分析技術的應用

變電站設備溫度的變化主要是根據自身的負荷運行情況來發生相應改變的，若是溫度變化過大，則勢必會導致設備出現提前老化現象。因此，要想規避這些問題的發生，就要將實時數據曲線分析技術有效的引入到巡檢機器人系統中，進以通過兩跳曲線的變化來判斷變電設備溫度，看其是否處于長期負荷運行狀態下，一旦發現問題，要立即做出調整，以便可以降低設備故障，實現變電站的安全穩定運行。同時，在巡檢機器人實際工作時，要將其與變電站的運行管理M1S系統進行有效的關聯，這樣后臺操作人員直接通過便點運行管理系統所顯示的異常數據，就能夠對問題設備進行及時的檢修和維護，不僅縮短了變電站的巡檢周期，提高了巡檢效率，而且對于變電站整體管理水平的提升也有著很大的促進作用。

結論

隨著人工智能技術的發展應用，機器人替代人工已成為電網發展的必然趨勢，機器人將成為未來電網發展中不可或缺的角色。但現階段變電站智能巡檢機器人在實際應用中還存在各種軟、硬件方面的問題，通過在實際應用中不斷總結、摸索，對智能巡檢機器人的導航方式、定位精度、路徑規劃算法、硬件設計等方面進行優化、改進，提升巡檢機器人在復雜環境下的自適應能力，提高其自主運行過程中的穩定性、可靠性、精確性，為變電站的智能化運維提供可靠的技術手段。

參考文獻

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