变电站多维智能巡检系统的研究

王鹏　 陈海涛　 许娟

摘要：通过对目前变电站图像监控系统的弊端分析，本文提出了一种新型的多维智能巡检系统，该系统通过对设备表征传感器的添加，可以实现变电站的远程的全面监控，不仅可以提高变电站安全生产的管理水平，而且可以减少运维人员到变电站例行巡檢和异常勘查的次数，使得多维智能巡检系统的推广和应用具有巨大的社会经济效益。

关键词：变电站；多维智能巡检系统；远程监控；安全生产

1 目前存在的问题

当前国内变电站图像监控系统主要是通过采用在围墙四周以及需监控的重要设备间配置摄像头的方法来实现安防和环境的监视，但是此方法并未实现对一次设备的完全监控[1]。

目前变电站图像监控系统虽然能实现安防图像与灯光、火灾报警、安全警卫等报警信号进行一定的联动，但还无法实现与各子系统之间的遥信、遥测、遥视以及遥控信息系统级别的智能联动。

运检人员在变电站现场进行设备巡视时，只是通过直观的判断来确定一次设备是否存在隐患，对于在比较隐蔽地方安装的关键设备，用肉眼无法完全判断。而这些地方的缺陷如果不能将及时处理，将会造成不可估量的损失[2]。

而对于一些无人值班的智能变电站，虽然电力系统一次设备运行数据和状态可以传送到远程的调度中心，运维人员也可以通过调度中心对现场的设备进行控制和调节，但是由于存在一次设备的可靠性不足和二次信号误报的问题，同样会对运维带来极大的麻烦和问题。

2 技术方案的理论依据

“大数据”技术目前在各个行业得到了广泛的应用，而在变电站多维智能巡检系统的应用将会有助于该系统使用功能的显著提升。尤其是在大数据在该系统下新的处理模式中，其处理数据具有很强的决策力、洞察力和优化能力。大数据技术不仅在与掌握庞大的数据信息，而重点在于对这些数据进行专业化的处理。可以通过对变电站一次设备的具体问题的数据挖掘和数据分析来做出有效的信息分析和预判。

通过大数据分析和挖掘技术在智能巡检系统的引入，改变了视频监控系统的监控模式，由被动监控改为主动监控[3]。通过从大量数据提取分析，完成对变电站一次设备的精益化管理、运维策略的优化、顺控操作的验证的主动监控。同时在该技术的应用下，不仅可以实现对变电站一次设备相关重要参数信息的提取和对一次设备进行有效的风险预判，而且可以结合变电站相关运维巡视制度形成包含图像信息等多种数据信息的远程电子巡视报告，从而实现替代人工到站巡检方式，提高巡视效率。

因此，在变电站运维中，大数据技术与传统视频监控技术的结合运用，能够实现运维策略优化和远程安全管控。

3 项目研究内容

变电站多维智能巡检生产系统研究是在传统视频监控的基础上通过利用大数据技术和必要的信息设备的补充，实现设备精细化管理、运维策略优化、顺控操作验证和安全管控，来改进工作模式，提高工作效率，主要的研究内容包括：

3.1 数据采集手段的完善

在综自系统采集数据的基础上，通过补充添加一次设备监视、振动、声音、红外测温、形变等表征设备关键特征的传感器，丰富现有视频监控数据采集手段，为大数据分析奠定基础[4]。

3.2 运维策略优化技术[5][6]

通过研究运维站人力资源情况，设备运行状态，既往巡检结果、设备特征的数据趋势等各种数据与运维策略的关系，建立一个策略评价分析模型，生成运维站最优最全面的运维策略并进行详细的评估，达到通过单一变电站全方位远程智能巡检技术实现到站巡视全面覆盖的效果。

3.3 数据智能预警技术

通过对各类特征数据的记录的综合分析和负载与不同的特征数据之间的关系，在Pentaho BI平台建立数据预测模型和关联性分析模型，研究判断数据发展趋势和实现对设备运维状态进行智能判断，提前预判设备隐患和不良工况，实现设备的智能预警，为提前预防和消除设备隐患提供技术支撑[7]。

4 项目的价值

多维智能巡检系统通过远程智能巡检、智能预警、远程智能识别等技术的的应用，使得运维人员可以提前分析和预判变电站内关键设备的运行状态，减少运维人员到变电站例行巡检和异常勘查的次数，明显的提高了运维人员的工作效率和质量。如果每个变电站每月减少4次人工到站巡检，每次巡检按照1辆车、2个工作人员1天的工作量计算，将节省车辆油费、车辆损耗、人员工资、外出费用等约4000元，每年每个运维站将节省几十万元的运维费用。

该多维智能巡检系统的应用，不仅可以实现对每个作业班组的安全装备、作业票、作业过程、人员、安全措施的实时监管，而且还可以实现人体接近高压设备的现场报警，在很大程度上提高了变电站安全生产水平，具有巨大的社会经济效益[8]。

参考文献：

[1]于振，朱朝阳，房殿阁.变电站作业智能监控防护系统研究[J].中国电力，2013，（02）：72-75.

[2]王艳，尹自力.浅析智能变电站与常规变电站的运维差异[J].现代工业经济和信息化，2017，（04）：62-65.

[3]谢翘楚.基于大数据处理技术的智能变电站应用研究[J].信息通信，2017，（02）：107-108.

[4]梁枫.110kV变电站综合自动化系统改造方案研究[J].电工技术，2017，（05）：134-136.

[5]王玉磊，应黎明，陶海洋，杨磊.基于效能-成本的智能变电站二次设备运维策略优化[J].电力自动化设备，2016，（06）：182-188.

[6]宋志利，张磊，杨晓冬.智能变电站建设与运维的问题分析与对策[J].电子世界，2017，（02）：56+58.

[7]李进，王位杰，刘文彪，纪陵.智能变电站安措辅助预警系统的实现[J].电气技术，2017，（04）：120-125.

[8]唐立勋.变电站运行安全管理[J].农村电气化，2013，（09）：26-27.

作者简介：王鹏（1983-），男，工程师，研究方向：电气工程。