“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的變電運維智能機(jī)器人

央興德 梁金飛

（中國電建集團(tuán)貴州工程有限公司，貴州 貴陽 550000）

當(dāng)前，智能機(jī)器人在變電站運維工作中發(fā)揮重要作用，也是增強變電站安全性的重要條件之一，依據(jù)變電站運維工作標(biāo)準(zhǔn)與要求，控制智能機(jī)器人應(yīng)用合理性，依據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+”模式提升運維工作效率與質(zhì)量。再加上新技術(shù)手段的綜合應(yīng)用，可在工作效率提升、成本控制、智能化建設(shè)及創(chuàng)新發(fā)展中發(fā)揮價值與作用，以此推動我國電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

一、變電運維智能機(jī)器人架構(gòu)分析

（一）本體架構(gòu)

探究變電運維智能機(jī)器人本體架構(gòu)，簡單來說就是其本質(zhì)功能，屬于變電站運維信息、數(shù)據(jù)采集終端，在不同應(yīng)用條件及運行環(huán)節(jié)下，做好各項設(shè)備檢測工作，為技術(shù)人員、管理人員等均提供有利條件。再加上其本體價格的信息感知能力、收集能力影響，可精準(zhǔn)控制檢測設(shè)備運行狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)，并第一時間反饋到控制中心中，成為人工運維重要的輔助條件，顯著提高變電站運維工作效率與質(zhì)量。

其本體架構(gòu)由三部分組成：

移動承重平臺：搭建設(shè)備，根據(jù)指定路線開始設(shè)備檢測工作，如：識別設(shè)備、導(dǎo)航線路、承重架構(gòu)、萬向轉(zhuǎn)動輪等。以技術(shù)分析為前提，根據(jù)智能機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)組成內(nèi)容，突出其自身較強功能性，從整體結(jié)構(gòu)上看，其是“互聯(lián)網(wǎng)+”自動行走的可見光攝像機(jī)，還能對變電站各設(shè)備穩(wěn)定、音頻等進(jìn)行檢測，成為變電站運維工作開展的重要條件。而智能機(jī)器人中的承載平臺，主要由距離感知、位置定位、標(biāo)識牌識別、移動線路推算四部分組成，各組成部分既獨立存在又會在運維工作開展階段相互協(xié)作與影響，賦予智能機(jī)器人“智能化”功能，可自主“思考”“判斷”等，高質(zhì)量地完成變電站運維巡檢工作；信息采集：包括音頻采集設(shè)備、可見光攝像頭、紅外熱像檢測設(shè)備；數(shù)據(jù)傳輸：經(jīng)機(jī)器人在檢測階段所獲取到的信息數(shù)據(jù)及時傳輸?shù)娇刂浦行模煽刂浦行膶唧w內(nèi)容深度分析，再及時反饋到監(jiān)控系統(tǒng)中，通過具體指令發(fā)出完成相應(yīng)的檢測工作。

（二）邏輯架構(gòu)

受環(huán)境、用途、手段、成本等因素影響，在變電站運維工作中對智能機(jī)器人應(yīng)用，還需依據(jù)工作內(nèi)容與具體要求，選擇適合的智能機(jī)器人類型，要求智能機(jī)器人的功能與性能均符合運維工作實施要求。并根據(jù)運維階段所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)詳細(xì)分析，能為智能機(jī)器人邏輯架構(gòu)完善提供重要依據(jù)。再加上對其個性化功能開發(fā)，擴(kuò)大其應(yīng)用范疇，能在不同環(huán)境及自然條件下凸顯功能價值，提升變電站運維工作有效性。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下對智能機(jī)器人邏輯架構(gòu)設(shè)計，需要把工作重心放在控制中心中，經(jīng)監(jiān)控平臺對各項信息資源的收集、處理，及時地回傳到智能機(jī)器人的檢測系統(tǒng)中，經(jīng)智能機(jī)器人本體與后臺監(jiān)控平臺系統(tǒng)完成運維工作，較突出的優(yōu)點是便于電網(wǎng)企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)局域網(wǎng)的接入，展現(xiàn)出智能機(jī)器人交互性較強特點。

二、變電運維智能機(jī)器人監(jiān)控平臺功能

（一）自動檢測

從智能機(jī)器人的本體架構(gòu)方面探究，可在紅外線數(shù)據(jù)傳輸、信息數(shù)據(jù)計算等過程中控制變電站各設(shè)備運行標(biāo)準(zhǔn)，要求智能機(jī)器人在實際應(yīng)用中能精準(zhǔn)、完整地獲取到相關(guān)信息數(shù)據(jù)。尤其是對各設(shè)備溫度檢測，會在檢測工作開展前分析檢測對象功能、性能、工作內(nèi)容等，提前規(guī)劃設(shè)備溫度標(biāo)準(zhǔn)值，然后對智能機(jī)器人檢測過程中所獲取到的信息數(shù)據(jù)對比分析，一旦檢測數(shù)據(jù)超出設(shè)置范疇，就需工作人員能進(jìn)一步探究與解決，智能機(jī)器人把檢測信息傳輸?shù)娇刂浦行闹?，由控制中心發(fā)出報警信息，工作人員參與現(xiàn)場進(jìn)行確認(rèn)與處理，才能開展后續(xù)巡檢工作。

（二）數(shù)據(jù)保存

按照類別劃分，主要包括異常數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)。前者是在巡檢工作實施階段，要對各設(shè)備運行狀態(tài)、溫度測量、表計等異常信息儲存，有具體的儲存位置，避免引發(fā)數(shù)據(jù)混亂情況；后者則是采用循環(huán)保存方式，一般情況下，會根據(jù)變電站運維工作要求，設(shè)置相應(yīng)的運維周期，如：以周、月、季、年為循環(huán)周期，在各階段都需做好運維工作，并把各環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄，通過每周期的檢測把之前的信息數(shù)據(jù)覆蓋，以此逐漸循環(huán)有效降低控制中心對儲存硬件的要求，能節(jié)約更多的儲存空間，不必在此方面加大投資力度，保證人力、物力、財力等分配合理與均衡。

（三）數(shù)據(jù)分析

考慮變電站運維工作質(zhì)量與效率提升，通常情況下，會在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)中選擇自動分析與人工分析組合方式，主要是工作人員對控制平臺中受接收到的信息數(shù)據(jù)儲存，經(jīng)系統(tǒng)化查詢可分析檢測設(shè)備的運行狀態(tài)、溫度實況、誤差標(biāo)準(zhǔn)等，能為后續(xù)工作開展提供參考依據(jù)。再加上日常更新與完善，無論是硬件還是軟件均能滿足變電站運維工作開展要求，隨著信息數(shù)據(jù)量的增大，會增加信息數(shù)據(jù)分析難度，所考慮的影響因素也比較多。對此，強化智能巡檢機(jī)器人功能與性能的同時，還對工作人員技術(shù)水平、專業(yè)能力、實踐經(jīng)驗等提出更高要求，建議在此方面也需引起重視，才能為變電站智能化建設(shè)與發(fā)展帶來積極影響。

三、“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的變電運維智能機(jī)器人硬件設(shè)計

（一）移動機(jī)構(gòu)

因變電運維智能機(jī)器人本土架構(gòu)由信息采集設(shè)備與移動承重平臺共同組成，移動機(jī)構(gòu)是其重要的核心內(nèi)容，主要是把重心放在智能機(jī)器人實踐階段，詳細(xì)探究檢測對象特點、檢測條件及自然環(huán)境中，只需通過移動小型機(jī)動車輛，就能全方位控制智能機(jī)器人。同時，還可從多維度方面對變電運維智能機(jī)器人車身、組成結(jié)構(gòu)、運行狀態(tài)等有效掌握，屬于一個大型移動信息采集終端，承擔(dān)著變電站運維工作的采集任務(wù)。再加上后臺監(jiān)控平臺對之相配合，借助遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控創(chuàng)新目的，增設(shè)變電運維智能機(jī)器人預(yù)設(shè)功能，只需根據(jù)相應(yīng)的工作內(nèi)容與檢測標(biāo)準(zhǔn)，就能保證第一時間完成信息數(shù)據(jù)傳輸、共享、分析等工作。

（二）工作電源

因變電運維智能機(jī)器人系統(tǒng)是以硅酸鹽蓄電池為主完成供電工作，重點考慮其功能需求，還在系統(tǒng)中設(shè)置了自動充電系統(tǒng)，在作業(yè)階段還需控制使用時長，能保證變電運維智能機(jī)器人充電及時，避免對其電源造成損傷。因其內(nèi)部系統(tǒng)功能模塊增設(shè)，其自身能完成電力情況檢測、動力情況檢測等工作，一旦系統(tǒng)檢測到變電運維智能機(jī)器人處于欠電情況下，就會及時地尋找與其較近的充電樁完成自動充電工作，也成為后續(xù)工作有序?qū)嵤┑谋匾獥l件。

此外，在變電運維智能機(jī)器人與充電樁外部連接位置的電源插座設(shè)計，會以磁鐵導(dǎo)電機(jī)構(gòu)矩形電源插座為主，只需把變電運維智能機(jī)器人的電源與充電樁電源在導(dǎo)磁機(jī)構(gòu)上連接，就能開始自動充電。而充滿電后控制中心能及時獲取相關(guān)信息，工作人員能及時地掌握變電運維智能機(jī)器人電量實際情況，以此也可提升變電站運維工作效率。

（三）監(jiān)控平臺

其一，巡視功能。會考慮變電站運維工作內(nèi)容較多，在每項工作開展時都需做好規(guī)劃工作，是以巡檢路線規(guī)劃為主要內(nèi)容，保證變電運維智能機(jī)器人始終都能在規(guī)劃路線中穩(wěn)定運行。再加上巡檢數(shù)據(jù)傳輸，能在監(jiān)控平臺上分析，以此增強變電站運維工作穩(wěn)定性。其二，是設(shè)備缺陷跟蹤。重點分析變電站所包括的設(shè)備類型與數(shù)量較多，在檢測中會受自然環(huán)境、基礎(chǔ)條件等因素影響，還需在檢測工作把信息數(shù)據(jù)及時傳輸，由監(jiān)控平臺分析、提出、解決，增強設(shè)備運行安全性、可靠性。其三，是警告信息發(fā)布。主要是在變電運維智能機(jī)器人運維階段所遇到的問題給出警示，機(jī)器人能把異常信息及時傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺中，經(jīng)平臺分析后發(fā)現(xiàn)異常，把異常信息回傳到警告系統(tǒng)中，以此發(fā)布警告信息，確定問題類型或具體位置，有目的性解決，及時恢復(fù)變電站正常運行狀態(tài)，成為提升變電站安全性、可靠性的有力措施。

四、變電運維智能機(jī)器人實踐應(yīng)用

（一）日常巡視

考慮智能機(jī)器人巡視工作開展對變電站整體安全性的影響，還需在實踐應(yīng)用過程中對其要點內(nèi)容深度分析，要求技術(shù)人員、管理人員能積極參與，探究變電站各設(shè)備處于24h 運行條件下，智能機(jī)器人也需進(jìn)行不間斷地巡視，真實、全面地掌握各設(shè)備運行狀態(tài)，便于在設(shè)備故障問題發(fā)生前就能有相應(yīng)措施合理解決，避免對變電站整體安全產(chǎn)生不利影響。

例如：智能機(jī)器人在變電站系統(tǒng)巡查過程中向監(jiān)控中心傳輸了異常數(shù)據(jù)，監(jiān)控中心會第一時間對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)及誤差范疇對比分析，如果檢測數(shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)范疇內(nèi)，可向智能機(jī)器人回傳正常運行條件，能使智能機(jī)器人開展后續(xù)巡檢工作。相反，經(jīng)監(jiān)控中心對檢測數(shù)據(jù)分析，確實反映出變電站系統(tǒng)存在安全隱患，把分析結(jié)果及時地反饋到警報系統(tǒng)中，通過警報系統(tǒng)發(fā)出的警告，工作人員能明確發(fā)生問題的具體位置及影響程度，貫徹落實應(yīng)急措施，保證系統(tǒng)問題處理效果。

（二）斷路器巡檢

從變電站系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)方面探究，斷路器也是必不可少的組成部分之一，那么在斷路器巡檢工作開展階段對智能機(jī)器人應(yīng)用，主要是根據(jù)智能機(jī)器人所檢測到的斷路器液壓表壓力指示數(shù)據(jù)，如果其指示數(shù)據(jù)是在正常范疇內(nèi)，則說明分合閘指示位置的狀態(tài)正常。相反，超出標(biāo)準(zhǔn)范疇則不正常，智能機(jī)器人的警報系統(tǒng)會發(fā)布警告信息，工作人員要根據(jù)實際情況深度分析，掌握引發(fā)此問題的主要原因或影響因素，要編制具體的措施有效解決，才能恢復(fù)變電站運維工作有序性。

例如：對斷路器端子箱密封性檢測，主要條件是裂紋、測溫、破損、腐蝕等；斷路器引線接頭檢測，主要內(nèi)容包括松動、接觸不當(dāng)、完全掉落等，無論是對哪項內(nèi)容的檢測，均需對斷路器的分合閘指示狀態(tài)詳細(xì)檢測，并對比分析檢測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，也可解決斷路器故障問題。

五、結(jié)語

通過上述內(nèi)容中對變電站機(jī)器人巡視內(nèi)容的分析，能了解到其結(jié)構(gòu)組成較復(fù)雜，在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式影響下，還需對其本體結(jié)構(gòu)、邏輯架構(gòu)等進(jìn)一步研發(fā)與改造，最大化地服務(wù)變電站運維工作，強化智能機(jī)器人性能與功能，結(jié)合運維工作要求及檢測內(nèi)容，增設(shè)相應(yīng)功能模塊，及時傳輸檢測信息，與監(jiān)控平臺相互配合，可在各類問題發(fā)生前就能有效解決，顯著提升變電站運維工作質(zhì)量與效率，也為電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展提供有利條件。