电网运检智能化发展及应用研究

发表时间:2019/4/22   来源:《电力设备》2018年第31期   作者:姚晖1 钱平1 张永1 徐街明1 刘岩1 乔敏1
[导读] 摘要:随着电力体制改革的逐步推进,电网规模进一步扩大,电网安全生产和供电可靠性要求进步提高,传统的运检模式需要加大运维成本投入和不断增加运检人员的方式难以应对;因此,迫切需要研究智能运检新技术,综合应用这些新技术减少现场巡检繁杂、低效,提升运维工作的质量和效率,强化人机协同,提升电网设备本质安全管理水平。
        (国网浙江省电力有限公司  浙江杭州  310000)
        摘要:随着电力体制改革的逐步推进,电网规模进一步扩大,电网安全生产和供电可靠性要求进步提高,传统的运检模式需要加大运维成本投入和不断增加运检人员的方式难以应对;因此,迫切需要研究智能运检新技术,综合应用这些新技术减少现场巡检繁杂、低效,提升运维工作的质量和效率,强化人机协同,提升电网设备本质安全管理水平。
        关键词:智能运检新技术;现场巡检;人机协同;设备本质安全
        Research on intelligent development
        and application of power grid inspection
        YAOHUI  QIANPING  ZHANGYONG  XUJIEMING  LIUYAN  QIAOMIN
        (State Grid Zhejiang Electric Power Co.,Ltd,HangZhou ZheJiang,310000)
        Abstract:With the gradual advance of the power system reform,the scale of the power grid is further expanded,Power grid safety production and power supply reliability requirements have been improved,The traditional mode of transportation inspection needs to increase investment in operation and maintenance costs and increase the way of Transportation inspectors;Therefore,It is urgent to study new technologies for intelligent transportation inspection,The application of these new technologies will reduce the complexity and inefficiency of on-site inspection,and improve the quality and efficiency of operation and maintenance work,Strengthening human-machine cooperation to enhance the level of intrinsically safe management of power grid equipment.
        Keywords:New technology of intelligent transportation inspection;On-site inspection;man-machine coordination;Essential safety of equipment
        0引言
        随着电网规模逐渐扩大,给运检效率、操作、质量带来了巨大考验,电网企业经过多年探索,试图改变以人力资源投入为主的传统运检模式对公司运检安全、质量和效率提升的制约。公司立足于电网发展及管理现状、结合实际,通过加快智能运检体系建设,在移动作业APP应用、智能机器人巡检、线路无人机智能运检等N个智能运检新技术的研究、超前部署和统一安排应用,不断提升运检智能化实用化水平,坚持技术创新和管理变革两手抓,不断推进运检模式的转变和工作效率的提升,进一步提升电网设备本质安全和运检工作的效率效益。
        1智能运检技术的国内外研究
        1.1国外研究及应用现状
        国外智能运检技术以日本、新西兰为代表,目前属于研发阶段,尚未大规模推广应用。
        2003年,日本提出了变电站巡检机器人的研究方案,进行了模拟实验;之后,在500kV变电站巡警机器人进行重点研发,但是进行了小规模试用,由于技术原因,最终停止了后续研发。
        2012年,新西兰电网公司与学校合作研发了全地形变电站巡检机器人,该机器人具有防碰撞的可见光摄像机和超声波传感器,并配有用于现场设备图像和视频回传的一个高清可见光摄像机,目前该机器人仅能采用远程遥控方式工作。
        1.2国内研究及应用现状
        国内,智能巡检机器人是安防智能化、立体化、移动化的最佳载体,机器人企业致力于打造好用实用易用的机器人,聚焦特定场景,深耕行业市场。中国,最早于1999年在山东开始变电站巡检机器人研究,2014年1月,浙江国自机器人技术有限公司研制成功激光导航式变电站巡检机器人,并在浙江瑞安变电站投运。近年来,随着市场应用前景越来越乐观,越来越多的机器人制造厂商投入到变电站巡检机器人的设计、研发和销售,目前国内已有20多家具有一定规模的变电站巡检机器人制造厂商,并已研制出适应于不同环境条件的变电站巡检机器人。
        国内无人机巡检以国家电网公司为代表于2009年开始成立专项试点项目,直到2015年,推行直升机、无人机和人工巡检相互协同的输电线路新型巡检模式。
        2电网智能新技术应用
        2.1五通移动作业APP智能应用
        变电运检移动作业APP管理,以基础数据、工作流、应用工具为基础支撑,实现变电运维、检修、验收、检测、评价业务的全流程移动作业管控(见1)。
       
        图1 移动作业APP应用场景
        (1)移动作业APP在变电运维中应用:在运维计划管理方面主要实现运维年、月、周计划的接收,以及运维人员接收到任务后,通过APP完成任务执行的反馈;在设备巡视管理方面主要实现巡视任务、巡视作业卡的接收,对巡视结果进行记录并将问题反馈;在设备维护管理方面主要实现接收维护任务,执行维护作业卡,维护任务执行结果及问题清单反馈;工作票管理方面主要实现状态交接验收单信息维护,工作票许可,验收时的状态交接,并将执行结果反馈;在倒闸操作管理方面主要实现根据操作票执行调度正令、模拟预演、执行操作票、签销操作票。
        (2)移动作业APP在变电检修中应用:在检修计划方面主要实现检修年、月、周计划的接收和查看;检修准备方面主要实现工作任务单、现场踏勘单编制、工器具申请、标准作业卡编制、检修方案编制等;检修过程方面主要实现安全教育、班前班后会记录、安措卡编制、标准作业卡执行、异常反馈、检修过程记录、修试记录、验收记录、试验报告、每日小结、综合检修日报、监管日志、设备主人监管记录。
        (3)移动作业APP在变电验收中应用:主要实现验收任务执行,标准作业卡填写,验收过程中遇到问题,对问题进行描述,自动生成验收问题或重大问题反馈单;验收结束后,将标准作业卡提交专业负责人审核,审核后提交验收负责人;整改后的复验,复验结果进行维护,并提交验收负责人。
        (4)移动作业APP在变电检测中应用:主要实现班组接收检测任务单并查看,根据检测记录,进行检测报告填写,异常报告编制、审核,复测信息及结果维护。
        (5)移动作业APP在变电评价中应用:主要实现年度评价计划查看,年度评价、动态评价,评价报告生成,以及状态评价结果统计分析。
        2.2机器人无人机智能巡检应用
        (1)机器人“单轨制”巡检是实现红外测温、可见光拍摄及表计抄录等功能,由机器人巡检代替人工现场巡检,强化人机协同机制,运维人员负责巡检数据核查、人工补充、异常分析及复校、定期校验、跟踪管控等,见图2。
       
        图2 机器人巡检
       
        图3 输电线路无人机应用
        机器人巡检主要实现机器人红外测温、避雷器泄露电流及动作次数抄录、SF6表计抄录、油位抄录等功能的“单轨制”巡检;机器人巡检任务执行完毕,当值运维人员需对机器人巡检数据进行核查,并填写审核人、审核时间及审核意见。对于机器人巡检数据漏测及巡检数据异常的点位开展人工巡检补充。人工补充巡检数据应与机器人巡检数据报表统一保存,并确保规定巡检周期内至少有一次完整的巡检数据;运维人员对机器人发现的设备异常及缺陷及时进行处理,交接班时应将机器人异常巡检数据、发现的缺陷及处理情况等进行记录交接;机器人现场巡检应用于各类保供电、事故跳闸、设备异常或有其它工作。
        (2)推进输电线路无人机的应用,主要开展覆冰核查、线路故障查找、山区树线距离分析等工作,解决输电巡视用望远镜、测距仪等工器具重且繁杂、携带不便的问题,见图3。
        3智能新技术应用特点
        3.1现场管控更精准、效率更高
        变电运检移动作业(APP)应用技术是增强现场管控力度、建设智能运检体系、打通智能运检管控平台距离现场最后一公里的必要措施。它是以提升运检精益化管理水平为目标,依托移动作业技术,实现现场运维、检修、验收、检测、评价。作业现场通过APP实时数据采集、实时数据录入并上传,提高了信息即时性;移动作业APP可提前设定各类作业的标准化流程、规范化工序,提升现场作业规范化标准化水平;该技术应用全面提高运检工作效率和数据分析质量,为现场作业人员减轻工作负担,为智能决策提供现场数据支撑,从而提高智能化管理水平,提升整体效率和效益。
        3.2巡检质量更可靠、范围更广
        改变传统运检模式对运检安全、质量和效率效益的提升形成制约,同时适应电改形势下的企业发展需求和电网设备发展的新形势,稳步实施机器人“单轨制”巡检,通过人机协同,机器人采集温度、表计数据采集、可见光拍摄等,运维人员负责巡检数据核查、人工补充、异常分析及复校、定期校验、跟踪管控,巡检质量双重保障。
        通过无人机,引入卫星技术开展通道巡视,解决人工线路巡检精度低、劳动强度大、存在巡检盲区等问题,最大限度发挥人员、装备的作业互补,建立全方位立体巡检模式,提升设备状态管控力和运检工作的效率效益。
        4成效
        公司率先提出并加快构建“1+1+N”智能运检体系,全面提升电网设备本质安全,全面提升运检工作的效率效益。
        一是推进户内外巡检机器人的部署应用,实现了220千伏及以上变电站机器人全覆盖,充分利用机器人协同人工开展红外测温、表计抄录、缺陷跟踪、状态核查、安全监管等工作,仅2018年已发现或跟踪设备异常及缺陷152例,工作效率提升30%,工作量降低26%。
        二是推进输电线路无人机的部署应用,组建全省无人机应用专家团队并完成140余人的无人机取证工作,积极应用无人机开展覆冰核查、线路故障查找、山区树线距离分析等工作,目前,已完成84架线路巡检无人机部署,人工巡视工作量降低约15%,设备重复检修率由3.8%减低为1.5%,提升运检工作效率约20%。
        5结论
        综上所述,智能新技术给电网运检带了了革新和便利,也为电网运行安全起到了重要作用。但是随着电网的快速发展,以及国家对能源互联网发展需求,还需要利用大数据技术,与机器人相结合,实现主动预警;引入卫星技术开展通道巡视,解决人工线路巡检精度低、劳动强度大、存在巡检盲区等问题。
        参考文献:
        [1] 蔡焕青,邵瑰玮,胡霁,文志科,王兴照,刘壮,吕俊涛.变电站巡检机器人应用现状和主要性能指标分析.电测与仪表.2017年第14期.
        [2] 汪洋,刘帆,汪涛,曾国,张海,何育勇,陈隽,谢齐家,吴传奇.变电站智能运检关键技术及应用.湖北电力.2017年第11期.
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