袁洁
广东电网有限责任公司韶关供电局 广东 韶关乐昌 512200
摘要：随着我国经济的高速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。本文分析了智能巡检机器人在变电系统运行中应用的技术原理，对智能巡检机器人在变电系统运行过程中成效和技术瓶颈进行了分析，提出了优化设计的方案。具体对智能巡检机器人在变电系统中应用的需求、巡检系统的架构进行了分析，同时在现有技术的基础上提出了相应的优化技术，并且应用声音识别等创新技术，提高智能化的水平。
关键词：智能巡检机器人；变电系统运行；应用
引言
伴随经济发展和人民生活水平的提高，社会用电量不断提升，对电网运行稳定性提出更高挑战，变电、输电、配电等电力系统各环节的巡检需求进一步提高。目前电力公司仍主要采用传统的人工巡检方式，即利用看、听、闻等感知手段，对电力设备运行状态进行查验和记录，此种方式存在着人力成本高、巡检手段单一、巡检数据主观性强、受天气影响大、数据管理分散等问题，逐渐无法满足准确、实时、高频率的电力设备巡检需求。
1智能巡检机器人在变电系统运行中的技术原理
1.1 智能巡检机器人技术的需求分析
特高压设备本体位置较高，有些CT、气压表设备高达5m以上，现场表计种类多达3000多个，占地面积几百亩，过去手持辅助巡视设备进行巡检的方式显然难以为继。同时，智能巡检机器人还能够克服传统人工作业的环境适应问题，提高巡检的效率。轨道式巡检机器人目前最为常用，通过搭载红外测温等设备，沿高空架设的专用轨道滑行，但是轨道式机器人的缺陷在于成本较高，因此基于仿生学的视觉技术逐渐成为了研究重点。无轨化机器人因为其成本低、灵活方便、扩展性好的优势在变电站中的投入正在加大。机器人的本体性能应该满足如下要求，配备摄像设备、红外热成像设备和声音采集装置，确保所有收集的数据都能够传输到后台，测温精度在1℃以内，热成像数据能够在后台存储。声音采集设备可以识别噪声，能传输到后台进行解析。系统能够对温度、湿度、风速等进行识别，具有自主充电和室内充电功能。机器人有2种模式，可自主控制，也可以远程控制，2种模式切换响应速度应小于0.1s。
1.2机器人的体系架构
包括车载子系统、远程监控系统和本地操控系统，采用网络分布式架构。终端层设计：机器人基于仿生学设计，高约1m，符合人体仿生学设计，重量80kg，运行速度高达1m/s，可在-35℃和45℃温度下运行，电池续航能力超过5h。机器人搭载红外成像设备，温度测量精度最少2K，能够在主控台屏幕上显示信息，视窗外装有雨刮器，仪器上装有照明设备，满足清晰度不足的照明需求。机器人搭建有完备防雨装置，机身前后装有防碰撞设备。机器人的行走机构采用轮式机构，依靠驱动轮独立行走，依靠随动轮转弯。机器人具备一定的爬坡能力，减震系统要能够确保在抖动中也保持良好的摄像能力。机器人采用一般工业四轴机器人的外观，要搭载激光传感设备、天线、声音采集设备、云台、防碰撞部件、超声传感设备、照明设备、雨刷、摄像装置、红外成像仪、开关、音箱、警示灯、充电口等。机器人配有独立的充电房，做好接地工作，防止高压设备的感应电。通讯层实现无线网络连接，路由器固定IP地址，系统采用VLAN单独组网的方式，避免和电力系统内部网络交互造成的风险。提高WIFI安全防护等级，内部植入安全芯片。车载终端与控制台采用车载终端运用AIRMAX技术交互信息，避免外界信号造成的干扰。后台控制系统应该具有如下功能：机器人管理模块，能够对站内所有机器人实施管理调度；任务管理模块，执行各项巡检功能，模块集合了任务编制、任务下发等功能，可以立即、定期、周期执行；实时监控模块结合定位功能记录机器人的巡检路线，对巡检路线进行标识；巡检结果确认模块，生成巡检报告，对信息进行核查；巡检结果分析模块对站内各巡检点位的信息进行处理和分析，生存分析报告和历史曲线。
2智能巡检机器人在变电系统运行中的应用
2.1集控子站系统方面的应用
首先巡检机器人能够满足基本的监控巡视管理变电运行状态的功能。这需要建设一个集控子站系统，该子站系统要在满足基础需求的基础上，制定相应的数据接口和服务接口规范。子站系统进行统一规范后能够实现多厂家机器人实现统一的集控和管理功能。除此之外，集控子站系统还要具备一定的数据交互能力，要能够及时的上传巡视报告等数据至集控主站系统。上传时需要一个开放的运行环境，能随时接入巡检机器人、集控子站系统，方便运行。
2.2巡检机器人功能方面的应用
智能巡检机器人可以实现多台机器人巡视任务协同和共享，机器人在自主巡视的过程中能够进行路径规划，自行选择最佳巡视点。这需要运用到人工智能机器人巡视人物模型，可适配巡视任务，对巡视任务进行建模实现。在完善集控子站系统的数据接口和服务接口的规范以后。机器人可利用人工智能技术实现多项功能，如机器人的远控接口、任务知识库管理、本体管理、巡视任务管理、巡检监控管理、任务智能报表、监控接入、轨迹电子地图、系统配置管理、任务学习算法、图像智能分析算法等。通过上述功能能够更好地服务于变电站的运维工作，并且有利用巡检机器人的管理与监控。
2.3新型巡检机器人的应用
新型的巡检机器人都建立在一体化集控子站系统的基础上，拥有着统一的数据接口、服务接口，能够集中地对机器人进行管控。最终实现新型巡检机器人小型化应用，使所有的新型机器人的性能能够有所提升。巡维中心可以随时的对新型的巡检机器人加以控制能够实现异地开展巡视作业任务。小型化的新型巡检机器人能够实现快速转运，通过集控子站系统相应的巡视任务知识库，能够直接读取任务，再进行配置直接开始作业。
2.4一体化集控子站系统方面的应用
“智能巡检机器人变电站巡检一体化集控子站系统”是智能巡检机器人在运维工作的一大应用方式。在变电站内部设立相应的充电屋，可实现机器人的自动充电。将服务器架设在巡维中心，建立相应的系统程序，配备配套的网络通信设备、硬件设施。在机器人终端上设立无线接入模块，使机器人能够通过专用的数据传输通道、传输网接入站内交换机，与站控侧实现通信。这样建立起一个完善的巡检一体化集控子站系统，实现数据与数据之间的通信，使项目实施过程中的验证要求能够得到满足。
结语
智能巡检机器人能高效地完成变电站的运维工作，近年来在各大变电站都有所应用，能很好地实现变电站无人值守设备运维的目的。智能巡检机器人作为一个科技含量较高的产品，其还存在着一些问题。如传统巡检机器人重量重、体积大，接口不统一、管理软件繁杂、功能性单一、通信系统安全性较差等问题。本文探讨了智能巡检机器人的应用技术，并分析了智能巡检机器人在变电站运维工作中存在的问题，将人工智能技术融入到智能巡检机器人中，期望能够更大程度的发挥智能机器人在变电站运维工作中的效果。
参考文献
[1]张书伟,多恩,石洲华,赵丽萍,张雪岩,李永刚.无人值守变电站网络监控系统[J].绿色科技,2020(16):243-247.
[2]彭彩平,胡洋,谌伦作.变电站巡检机器人智能仪表识别检测算法[J].黑龙江科技信息,2020(06):56.
[3]吴益虹.变电站智能巡检机器人的可靠运用[J].通讯世界,2019(20):218-219.
[4]林英,李占彬.变电站智能巡检机器人在运维工作中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(15):59.