摘要：随着自动化与智能化技术的不断发展，变电站巡检机器人在变电站中逐步推广应用。目前，变电站巡检机器人普遍应用于设备巡检，而在设备倒闸操作方面却未能得到有效应用。文章在对当前变电站巡检机器人与设备倒闸操作协作联动所存在的问题进行分析的基础上，探讨可行的解决方案，为进一步扩展变电站巡检机器人的应用提供思路。
关键词：变电站巡检机器人；倒闸操作；协作
0 前言
随着近年来科技的不断进步，智能化技术在变电站的应用范围越来越广。作为高新技术的前沿应用，变电站巡检机器人能够对变电站设备开展红外测温、表计读数、位置判别等巡检工作，可实现变电站全天候、全方位、全自主智能巡检和监控，有效降低人工巡检压力，提高变电站智能化运维水平，这是未来智能变电站运维技术发展的重点方向之一。
因此，变电站巡检机器人在变电站中逐渐推广应用，特别在无人值班站，能够有效代替人工完成各项巡检任务。
1 变电站巡检机器人系统介绍及在变电站的应用现状
变电站巡检机器人系统以变电站巡检机器人为核心，整合机器人技术、红外测温技术、多传感器融合技术、模式识别技术及导航定位技术，在系统构架上可分为客户端接收层、无线传输层和移动检测系统层。
图1 变电站巡检机器人系统构架
其中，移动监测系统层由无线通讯设备、巡检机器人（包含云台、移动站主机、视频服务器等）组成，主要功能有：（1）与客户端进行通讯，进行数据双向交互；（2）采集现场设备的状态信息，如温度、表计读数等。无线传输层由以太网和无线通讯设备组成，为移动监测系统层与客户端接收层之间的数据双向交互提供通道。客户端接收层由上位机软件系统和无线通讯设备组成，主要功能有：（1）向移动监测系统层下传控制命令；（2）对移动监测系统层采集的现场设备状态信息进行处理和分析。
由于变电站巡检机器人能够很好地解决传统人工巡检方式存在的工作效率低、巡检标准不统一、恶劣天气下无法开展巡视等缺点，因此，巡检机器人在变电站的应用越来越普遍。但是，目前变电站巡检机器人的应用场景主要是设备巡检，在与设备倒闸操作协作联动方面未能得到有效应用。变电站巡检机器人的应用潜力有待进一步挖掘。
2 变电站巡检机器人与设备倒闸操作协作联动存在的问题分析
变电站巡检机器人具备设备位置自主识别功能，如果能够与设备倒闸操作进行协作联动，在设备场地辅助判断设备位置、准确采集设备信息，操作人员在主控室（监控后台、继保室）即可完成设备倒闸操作，有效避免操作人员在设备场地和主控室之间多次往返（如设备倒母操作），从而进一步提高设备操作效率。
但是，受限于目前技术层面的难题，变电站巡检机器人与设备倒闸操作协作联动尚未得到有效应用。主要问题集中在以下两个方面：
2.1 如何安全、有效地实现变电站巡检机器人系统与变电站监控系统之间的数据交互，提前告知变电站巡检机器人下一步操作设备
为保证变电站巡检机器人与操作人员之间的任务配合有序、高效，避免操作人员在主控室长时间等待，变电站巡检机器人应能安全、有效地识别待操作（包括检查）设备，提前达到指定位置准备联动检查工作。为此，变电站巡检机器人系统需要与变电站监控系统进行数据交互。但是，由于变电站网络与信息安全防护要求，禁止外设备随意接入系统获取信息。而变电站巡检机器人系统采用无线通讯，无法满足网络与信息安全防护要求。因此，变电站巡检机器人系统与变电站监控系统之间存在数据交互难的问题。
2.2 如何准确、可靠地识别现场设备位置，避免设备操作不到位而引起的事故事件
《中国南方电网电气操作导则》要求：“每项操作完毕后，应检查操作质量。”因此，为避免因设备操作不到位而引起事故事件，在执行倒闸操作之后应坚持“三检查”，即检查操作质量、检查运行方式和检查设备状况。变电站巡检机器人与设备倒闸操作协作联动中，由于当前变电站巡检机器人配套硬件和支持算法尚不足以保证其完全自主、准确可靠地识别现场设备位置。因此，现场设备位置的判断仍需以人工为主。
3 解决措施探讨
针对当前变电站巡检机器人与设备倒闸操作协作联动中存在的两个主要问题，文章结合目前变电站实际情况，探讨提出如下解决措施：
3.1 以电子操作票为平台，与变电站巡检机器人系统进行数据交互
当前变电站巡视维护工作普遍采用电子作业表单，通过在PAD上输入相关作业信息来闭环。而设备倒闸操作仍采用纸质操作票，其功能比较单一，数据交互过程只发生在操作人员与纸质操作票之间。
借鉴电子作业表单，如果能够以PAD为作业平台，搭建一套电子操作票管理系统，在设备倒闸操作时，操作人员调取对应的电子操作票，对照操作步骤逐项执行，每项操作执行完毕后，在对应项后勾选，即操作人员在电子操作票上进行的任何操作，电子操作票管理系统均能准确记录，从而完成操作人员与电子操作票之间的数据交互；同时，变电站巡检机器人系统接入电子操作票管理系统信息，通过流程监视和关键字索引来识别下一步待操作设备，并发送指令控制变电站巡检机器人提前到达指定位置准备联动检查工作，从而完成电子操作票与变电站巡检机器人系统之间的数据交互。
整个数据交互过程如下：
图2 数据交互流程图
在安全方面，整个数据交互过程是通过无线通讯来实现的，未接入变电站系统。因此，不存在网络与网络安全问题。
在技术方面，其原理与电子作业表单相同，只需增加电子操作票与变电站巡检机器人系统之间的数据交互接口。因此，具备技术实现条件。
3.2 采用“人工判断为主、变电站巡检机器人判断为辅”模式准确识别现场设备位置
图3 人机交互界面示意图
为保证操作人员在主控室即可准确、可靠地判断现场设备位置，变电站巡检机器人应准确采集现场设备信息，包括设备位置的图片信息、动作过程的视频信息。变电站巡检机器人通过分析现场设备信息，得出辅助判断结果。操作人员通过人机交互界面，调取设备操作信息，结合辅助判断结果，最终完成设备位置判断。
因此，在变电站巡检机器人配套硬件和支持算法尚不成熟的情况下，通过采用“人工判断为主、变电站巡检机器人判断为辅”的模式，将传统的现场检查过程迁移到主控室，可准确识别现场设备位置。
4 总结与展望
本文通过对当前变电站巡检机器人与设备倒闸操作协作联动中存在的问题进行深入分析，并探讨提出可行的解决方案。
但是，由于当前的技术局限，变电站巡检机器人与设备倒闸操作协作联动中应采用“人工判断为主、变电站巡检机器人判断为辅”的模式。
可以预见的是，随着智能技术的不断发展和成熟，变电站巡检机器人将在越来越多的应用场景中逐步代替人工作业。届时，变电站的工作模式将发生根本改变。我们运行人员应做好知识和技能储备，应对即将到来的转型挑战。
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论文作者:徐达东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：变电站论文; 操作论文; 机器人论文; 设备论文; 位置论文; 人与论文; 数据论文; 《电力设备》2018年第28期论文;