周常彪
哈电发电设备国家工程研究中心有限公司 黑龙江哈尔滨150028
摘要：现如今，我国科技水平发展迅速，人工智能在电力系统中应用广泛。在电力系统运营管理过程中，工作人员引进先进技术，构建无人值守电力系统，提出智能巡检机器人应用思想，利用智能机器人代替人工巡检，有效提升巡检效率、准确性与可靠性，全面获取电站运行资料，分析异常情况，及时发现异常问题，为地区群众提供优质配电服务。本文简要分析了无人值守电力系统智能巡检机器人的应用价值，无人值守人工智能在电力系统的巡检应用。
关键词：无人值守型；人工智能；电力系统；巡检应用
引言
现代网络的每一个环节都离不开信息的技术支持，而电厂的运维工程师为了保证发电系统的正常运作，每天需要顶着机房的高风险、高磁场进行巡检设备。他们需要24小时定期地巡视，查看系统的每一个指标参数、每一台设备的运行情况，即使如此仍不能及时发现和杜绝在电力生产实践中因表计失准、参数超标、巡检不到位、造成的机组非停等事故，往往造成人身伤害事故及机组非停等设备事故。
1智能巡检机器人应用价值及应用背景
在传统电站的日常管理中，需要工作人员通过人工巡检的方式完成对电力系统内设备运行状态的掌控，获取相应的运行数据。这种方式虽然能够在一定程度上实现管理目标，但是其具有劳动强度加大、工作效率低、人员需求量较多、检测失误率较大、巡检手段单一的特点，且受外部环境因素影响较大，整体巡检水平较低，存在一定的落后性。结合巡检系统中的视频监控系统分析，可以发现传统巡检工作中的监控系统存在较大的盲区，无法实现对电力系统的全方位、无死角监控，不能够满足“全覆盖”的监控要求。在智能电网概念提出之后，各地区有关单位纷纷引进传感器设备、测量技术、智能化设备与技术，深入开发电力系统智能潜力，安装多种智能检测装置，构建智能识别与联动系统。在电力系统中应用智能巡检机器人，能够有效弥补传统巡检工作的不足，优化巡检模式，实现7d×24h的高频率、无人化巡检，充分发挥现代科技优势，打造全天候、高精度、高灵活性的无人值守电力系统智能巡检系统，维护电力系统的稳定运行，提升地区配电服务水平。
2无人值守型人工智能在电力系统的巡检应用
2.1电网状态感知应用
（1）带电检测
目前，带电检测主要包括红外热像检测、紫外成像检测、局部放电检测、油气类检测、设备结构检测等。红外热像检测主要针对红外热图像的缺陷自动识别和在线监测系统开发方面；紫外成像检测主要根据电气设备电晕状态，对异常电晕的属性、发生部位和严重程度进行判断和缺陷定级；局部放电检测主要针对设备局部放电时，产生的各类信号包括特高频信号、超声波信号、高频信号等进行检测；油气类检测技术相对成熟，已有国家和行业标准可供参考；设备结构检测主要包括声学振动检测技术、基于超声的设备内部缺陷检测、基于声学成像设备异响检测，但整体应用还未普及。
（2）设备和环境状态在线监测
电力设备状态在线监测主要分为变电和输电在线监测。
变电在线监测主要是应用先进传感、监测及通信技术搭建的监测系统，实现实时掌握设备关键状态量、预测设备状态发展趋势、保障设备健康稳定运行，解决了离线检测需要停电进行、检测工作量大、设备状态掌握不及时等问题。
输电线路在线监测主要是在输电线路设备上安装可实时记录设备运行状态特征量的测量系统及技术，实现状态实时检测和检修。随着现代通信技术的成熟与推广，输电线路在线监测被广泛应用于杆塔倾斜、覆冰、微气象、导线舞动、视频／图像等的在线监测。
2.2电力系统所联动监控系统
联动监控系统是无人值守电力系统自动监测系统中的重要构成部分，也是智能巡检机器人系统的关键构成。结合目前电力系统中监控设备不具备联网功能的实际情况，工作人员在本次建设中安装了联动控制设备，实现对电力系统内设备的智能化控制。工作人员安装了无线功能的监控设备，对电力系统内设备发热情况、载流量、功率的监控设备进行安装，智能巡检机器人则能够读取这些监控设备的信息，实现与门禁系统、风机系统、水泵装置与空调系统的联动控制，具备监控视野内的智能分析功能，在出现非法入侵等情况时自动发出警告、锁死门禁系统。
2.3定位技术
定轨巡检机器人按照既定轨道巡检时,巡检设备通过识别导轨位置进行定位。可自主移动机器人,定位通过预先根据巡检场所绘制的三维地图进行,在巡检移动时常采用激光无轨导航技术进行路线巡检。此外,巡检设备使用的定位技术有视觉定位、激光反射、北斗/GPS等。研发人员根据巡检机器人的具体应用场所选择相应定位技术。例如,对于500kV变电站内的重要设备,在巡检过程中为获取设备详细数据保障巡检可靠性,机器人定位可采用成本较高且需要处理大量图像数据的视觉定位技术。运用于电厂等设备布置较为复杂、障碍较多场所的巡检机器人定位,则采用激光反射定位技术。该定位技术的优点在于其平行性及分辨性能优越,便于巡检机器人“越障”。
2.4图像识别技术
图像识别是巡检机器人的重要技术之一，决定了巡视电力设备的准确性。在调试阶段，利用搭载的红外热像仪、可见光相机采集红外图像、指针仪表图像、设备油位图像、刀闸、断路器等图像，并对采集到的图像信息进行处理建立设备模板库，机器人执行任务过程中，监控后台将采集到的设备图像与模板库中的设备模板进行匹配对比，最终获得设备识别结果。对于变电站环境下，有效应对光照变化、阴影、遮挡、低对比度、视角变化等因素的智能图像识别技术是巡检机器提升识别率的关键。
2.5设备状态诊断和分析应用
目前，电力设备状态智能诊断主要是大数据和人工智能技术的应用。电力设备状态大数据分析的核心是充分利用设备状态、电网运行和环境气象等多源数据进行深度融合分析和机器学习，提高设备状态评价、故障诊断和预测的实时性和准确性。人工智能技术与设备状态诊断的融合，使设备智能评估和诊断的应用明显加快，一些先进的人工智能技术，如神经网络、小波分析、专家系统、模糊诊断、模式识别等，应用于状态评估、预测以及缺陷诊断中，取得了良好的效果，电力设备的状态检测和评估技术得到迅速发展。
在电网安全和控制领域，人工智能技术可以应用于电力系统的仿真分析，对交直流混联电网故障特征识别及智能控制，建立基于人工智能的调控辅助决策系统；在输变电领域，图像识别技术应用于输变电设备巡检和输电通道风险评估，输变电设备故障智能诊断和状态评估；电网主要灾害预警预报；无人机和机器人自然巡检；在配用电领域，ＡＩ可以帮助配用电设备监控状态智能检测与管理；将营业机器人引入配用电管理过程中；利用人工智能为用电现场高效作业与安全风险进行智能预警。
结语
综上所述，要想构建无人值守电力系统，智能巡检机器人是关键构成之一，如何充分发挥智能巡检机器人的作用，是工作人员需要重点思考的问题。在实际应用过程中，智能巡检机器人能够有效代替运维巡检人员，实时监测电力系统内的电力设备，分析各设备的运行状态，检测设备的工作温度、异常振动等情况，及时发现故障风险，保证工作人员能够第一时间处理问题，将故障风险扼杀在摇篮中，避免出现配电故障，充分满足群众的电力使用需求。为了更好的实现无人值守电力系统智能巡检机器人的使用有效性，工作人员优化设计运维管理机制，明确智能巡检机器人的运维流程、巡检模式与异常处理机制，以此维护机器人的运行过程，提升运维管理水平，推动电力系统的智能化发展进程。
参考文献
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