摘要：现如今，经济在快速发展，社会在不断进步，人们的生活质量在不断提高，对于电力的需求在不断提高，随着我国智能电网建设的快速发展，电网中各类电气设备的自动化程度越来越高，少人值守甚至无人值守的变电站将越来越多。然而，直流换流站设备数量巨大，控制系统和辅助系统十分复杂，因此，少人值守模式的发展势必依赖更加智能化的监控系统。本文提出了一种适用于直流换流站运维监控系统的智能机器人设计方法，基于数据识别技术对智能扫描技术采集运维监控系统中的事件报警信息并进行分类，提取关键特征，通过云技术实现关键信息的通信。案例分析证明了本文所提方法的有效性。
关键词：直流换流站；运维监控；智能机器人；系统设计
引言
柔性直流输电是继交流输电、传统高压直流输电之后，目前可控性最高、适应性最好的一种新型直流输电技术，为智能电网性能升级提供了一种有效技术手段。大容量柔性直流换流站采用全控型半导体器件ＩＧＢＴ换流阀进行输电系统的交／直流转换，可进行系统有功／无功功率控制，对两端的交流系统强弱无特殊要求。换流站计算机监控系统是保障大容量柔性直流换流站稳定、可靠运行的重要设备，为此本文将结合实际工程设计、建设经验，对其进行分析和研究，并提出提升其技术性能的方案及措施。
1直流换流站监控系统概述
换流站监控系统是直流输电系统中非常重要的组成部分之一，其通过SCADA（StationControlandDataAcquisition）网络、远动工作站、站监控服务器、直流线路故障定位装置等子系统和模块的协同作用，实现直流输电系统的状态监视、交流系统的运行控制、系统信号传输以及数据的采集和处理。运行过程中，站监控系统同时对数千个数字信号和模拟信号进行监测，并实时进行对比分析，对于重要信号的状态变化，实时进行跟踪和记录，以便于需要时进行现场重现和故障分析。站监控系统的重要性要求其必须具备高可靠性，站监控系统重要的子系统、网络、远方控制接口均采用了冗余体系结构，在物理上实现了实时备用，并且备用的双系统间进行了有效隔离，降低了单通道或单硬件故障情况下引发严重故障的可能性。换流站监控系统采用先进的网络通信技术统一组网并实现信息共享，站控层与间隔层设备间通过站控层LAN（LocalAreaNetwork）网络设备连接完成电气设备的信息传输。超高压直流换流站要建立一个强大、稳定、迅速的通讯信息网络，换流站中传送信息的站监控SCADA网络，必须要保证网络稳定性，能够准确快速地搜集分析实时数据和信息,并且具有快速反应能力。
2监控系统智能机器人的关键技术
2.1关键信息的定位
关键信息定位是智能识别的基础，即从拍摄图片中定位有用信息，将复杂干扰信息进行分割，剔除无效信息（包括拍摄图片边框、应用软件边框和黄色告警信息）。在完成关键信息定位后，字符分割和识别功能才能够最终实现。具体步骤如下。1）采用色度的差异性特征提取关键信息。如图3中所示的红色告警信息与其他信息色彩存在较大差异，且范围较大，因此凭借该特征能够快速甄别“有用”与“无用”信息。2）信息扫描原图的二值化处理。控制硬件系统采用最大类间方差法选取合适的阈值。若t为阈值，则依据t值将字符和红色背景进行分割，此时字符的像素个数占“信息扫描源图”比例为w1，平均灰度为u1。红色背景像素个数占“信息扫描源图”的比例为w2，平均灰度为u2，因此，“信息扫描源图”的平均灰度为字符、数字和红色背景之间的方差为当方差g取得最大值时，所需信息和红色背景的灰度差值是最大的、也是最为理想的灰度阈值。可以选择t作为“信息扫描原图”二值化的阈值，将“信息扫描原图”中灰度值小于t的像素灰度值设为0，将灰度值大于t的像素灰度值设为1。
2.2ＬＯＣ就地控制层
（１）在换流站二次设备室配置一套ＬＯＣ就地控制层设备，包括ＬＯＣ就地控制层工作站、就地控制层ＬＡＮ网网络设备，作为站控层站ＬＡＮ网瘫痪时控制保护系统的备用控制系统或检修时的就地操作控制系统。（２）交流场控制单元、直流场控制单元、站用电控制单元等计算机监控的间隔层二次设备通过独立于站控层站ＬＡＮ网络的一个网络接口接入ＬＯＣ就地控制层的网络交换机，与ＬＯＣ就地控制层系统的工作站通信，便可实现对站内所有间隔层二次设备的就地监视、监控。（３）ＬＯＣ就地控制层工作站的显示器与站控层运行人员工作站的人机界面完全相同，ＬＯＣ就地层控制系统提供一套硬切换开关来实现站控层运行人员控制系统与就地控制系统之间控制位置的转移，含就地联锁、就地解锁两个可选择的切换位置，为运行人员提供了方便、快捷的备用控制操作系统。（４）ＬＯＣ就地层控制柜主要配置有就地控制层主计算机工作站、网络交换机和显示器，通过就地ＬＡＮ网与相关的间隔层控制主机单元连接。ＬＯＣ就地层控制系统网络按单网配置交换机，实现对换流站间隔层设备的就地控制。柔性直流换流站计算机监控系统的ＬＯＣ就地控制层网络监控技术，配置ＬＯＣ就地控制层工作站、交换机等网络设备和实现控制位置转移的切换开关，利用换流站计算机监控系统间隔层设备一个独立网络接口，提供了换流站计算机监控系统站控层ＬＡＮ网瘫痪、故障或设备检修时的备用控制操作模式，减少了站控层ＬＡＮ网瘫痪、故障等带来的影响。同时，ＬＯＣ就地控制层技术为大容量柔性直流换流站站ＬＡＮ网设备检修提供了就地操作控制系统，以及灵活、方便、快捷的备用控制操作模式。
2.3特征信息的匹配技术
完成识别关键字母和字符后，应对其所传递的关键信息进行“翻译”，以便直流换流站运行人员能够理解其真实信息。本系统中采用提取信息与故障数据库信息匹配的方式，通过关联模型将两者的因果关系按照大概率事件的模式展现出来。其中，事件知识模型是从对象库中提取信息，将知识库中已经存储的各种可能的事件与“监控系统智能机器人”识别的信息按照因果关系表示出来。
2.4网络容错方式比较
在2009年软件升级中，对控保主机网络参数的容错方式进行了修改。将Team的故障容错方式由AdapterFaultTolerance（网络适配器故障容错）改为SwitchFaultTolerance（交换机故障容错），以下针对鹅城站现状对两种容错方式进行了分析。在网络适配器容错（AFT）方式下，若ACP1A通过COM1A交换机通讯的通道故障后，应可以快速切换通过网卡B经COM1B交换机与服务器系统通讯。而在交换机容错（SFT）方式下，若ACP1A通过COM1A交换机通讯的通道故障时，仍由网卡A通讯，但需要由COM1A经COM1B迂回通讯，此时需要时间较长。
结语
本文提出了一种直流换流站监控系统智能机器人的设计方法，提出了机械手臂设计、智能定位和智能识别等关键技术，并介绍了系统的具体工作流程。相关研究成果适用于直流换流站内的“运维人员工作站”监控自动化程度的提升，特别对“少人值守、运维一体化”的换流站十分适用。同时，本文提出的数据采集分析算法及图像模糊识别技术，具有良好的推广价值，能够应用于机器人、城市交通信号识别和智能家居等多个领域。今后将继续对软件系统进行优化，并对工程应用展开深入研究。
参考文献
[1]辛耀中,石俊杰,周京阳,等.智能电网调度控制系统现状与技术展望[J].电力系统自动化,2015,39(1):2-8.
[2]姜飞,涂春鸣,杨健,等.适用于主动配电网的多功能串联补偿器研究[J].电工技术学报,2015,30(23):58-66.