CN105867366A - 一种变电站电力设备全自动智能巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，在待巡检的变电站设置蓝牙基站，对蓝牙基站进行预配置，并存储至变电站主控室的主控服务器；主控服务器根据获取的蓝牙基站的位置信息，通过电子地图模块建立变电站的区域模型，获取变电站内待检测设备的巡检位置信息；主控服务器将巡检位置信息下传至变电站现场巡检设备的现场控制模块；现场控制模块根据巡检位置信息，通过设置于变电站现场巡检设备处的蓝牙定位模块获取变电站现场巡检设备的位置信息，生成巡检控制信息；现场控制模块根据巡检控制信息控制通过设置于现场巡检设备的移动装置，开始巡检。本发明可根据变电站现场的具体环境进行自动巡检，极大地方便了变电站变电设备的自动巡检。

Description

一种变电站电力设备全自动智能巡检方法

技术领域

本发明涉及一种变电站电力设备全自动智能巡检方法。

背景技术

现有的变电站巡检工作大多采用人工巡检的方式进行，存在工作效率低，人工消耗大，检测数据分散等问题，而且变电站所处的环境大多较为恶劣，如处于高原或野外隔壁的变电站，对室外人工巡检存在较大影响。此外，若遇到雨雪、雷雨等不适宜外出的天气，对室外人工巡检也存在较大影响。针对该情况，现有的变电站巡检中提出了自动巡检设备，如有通过铺设轨道的自动巡检设备、通过遥控控制的自动巡检设备、通过预引导训练的自动巡检设备等，在该几种设备中，需要依赖较多的人工控制，并不能自动进行巡检，而且检测的手段较为单一，此外，还提出了依靠配置有GPS定位的自动巡检设备，以通过事先计算好的路径，进行路线匹配，但是由于不同变电站的现场环境存在较大的差别，若不具体考虑变电站现场的具体环境，仅通过线路模型以及GPS进行配置，容易造成现场巡检设备出现行驶故障或行驶异常情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，按照如下步骤实现：

步骤S1：在待巡检的变电站设置若干个蓝牙基站，对蓝牙基站进行预配置，获取每个蓝牙基站的位置信息，并将该位置信息存储至变电站主控室的主控服务器；

步骤S2：所述主控服务器根据所获取的每个蓝牙基站的位置信息，通过电子地图模块建立变电站的区域模型，通过该区域模型，获取变电站内待检测设备的巡检位置信息；

步骤S3：所述主控服务器将所述巡检位置信息通过设置于所述主控服务器处的远程通信模块下传至变电站现场巡检设备；设置于所述变电站现场巡检设备处的现场控制模块通过现场通信模块获取所述巡检位置信息；

步骤S4：所述现场控制模块根据所述巡检位置信息，通过设置于所述变电站现场巡检设备

处的蓝牙定位模块获取所述变电站现场巡检设备的位置信息，生成巡检控制信息；

步骤S5：所述现场控制模块根据所述巡检控制信息控制通过设置于所述现场巡检设备的移动装置，开始巡检。

在本发明一实施例中，在所述步骤S1中，所述蓝牙基站设置于变电站内建筑物处以及变电站待检测设备机架处；所述蓝牙基站的位置信息包括蓝牙基站的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标。

在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，所述电子地图模块根据蓝牙基站的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标建立一平面图，根据在所述待检测设备机架处蓝牙基站的位置信息以及所述变电站内建筑物的位置信息确定所述变电站内待检测设备在该平面图中对应的巡检点，通过预存储于所述主控服务器中所述待检测设备的巡检顺序，生成一巡检路径图；所述待检测设备的位置信息：包括待检测设备的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标；所述巡检路径图中包括：巡检起始位置、巡检结束位置以及巡检点，且采用箭头指示巡检方向。

在本发明一实施例中，在确定与所述待检测设备对应的巡检点时，将所述平面图分割为若干个矩形，在矩形内确定巡检点；将所述平面图上与所述待检测装置距离一预设距离处的点作为巡检点，并进行连接成为巡检路径；判断所述巡检路径上是否存在异常点，若存在异常点，则在该巡检路径的中垂线上确定另外一点作为巡检点，重新连接确定巡检路径；所述异常点与其所在的巡检路径旁侧其他变电站内建筑物位置对应的点的距离小于所述现场巡检设备预设尺寸，所确定的新的巡检点。

在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，通过所述蓝牙定位模块所述变电站现场巡检设备的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标，判断并计算所述变电站现场巡检设备当前位置与所述巡检起始位置以及所述巡检点的相对运动角度以及相对运动距离。

在本发明一实施例中，所述现场巡检设备中的移动装置包括一地盘、分别设置于所述地盘两侧的第一驱动轮与第二驱动轮以及设置于所述地盘前侧的导向轮；所述第一驱动轮、所述第二驱动轮以及所述导向轮分别对应经第一驱动电机、第二驱动电机以及导向驱动电机驱动；所述第一驱动电机、所述第二驱动电机以及所述导向驱动电机分别经第一驱动电路、第二驱动电路以及导向驱动电路连接至所述现场控制模块。

在本发明一实施例中，所述现场控制模块还包括一角度测量单元；所述角度测量单元包括一陀螺仪、一滤波电路、一加速度计、一AD采样电路、一微处理器以及一电子调速器；所述陀螺仪经所述滤波电路与所述AD采样电路相连；所述加速度计与所述AD采样电路相连；所述AD采样电路与所述微处理器连接。

在本发明一实施例中，在所述步骤S5中，所述现场控制模块根据所述相对运动角度，结合所述角度测量单元的反馈信息，通过所述第一驱动电机与所述第二驱动电机调整所述现场巡检设备的行驶方向，并通过所述导向驱动电机调整所述导向驱动轮的方向，调整所述导向轮旋转90度，且在所述现场巡检设备方向调整后，所述导向驱动电机调整所述导向驱动轮复原；所述现场控制模块根据所述相对运动距离，结合所述第一驱动轮与所述第二驱动轮的预设车轮半径以及所述第一驱动电机与所述第二驱动电机的预设转速，分别确定所述第一驱动电机与所述第二驱动电机的驱动信号的输出时间。

在本发明一实施例中，所述现场控制模块以及所述蓝牙定位模块设置于所述地盘的顶面中部的安装台；所述安装台另还设置一通过底部与所述现场控制模块相连的驱动装置驱动的剪式升降台；所述剪式升降台中部安装有一摄像头；所述摄像头底部设置有旋转台；所述旋转台通过一与所述现场控制模块相连的摄像头旋转驱动装置驱动；所述安装台的周侧还均匀设置有若干测距单元，所述测距单元将测距信息发送至所述现场控制模块；所述剪式升降台上还设置有若干用于报警灯以及与该报警灯配合的扩音器；所述报警灯以及所述扩音器接收所述现场控制单元的报警输出信号，并对应通过声光起到警示作用。

在本发明一实施例中，在所述步骤S5中，在所述现场巡检设备向所述待检测设备移动过程中，所述现场控制模块经所述现场通信模块通过所述主控服务器获取下一巡检点处待检测设备的预设高度，当所述现场巡检设备移动至该巡检点处时，通过控制所述剪式升降台控制摄像头的拍摄高度。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，在现场布设蓝牙定位基站，具体结合现场蓝牙的位置信息以及变电站内建筑物的定位信息，将变电站现场划分为单元，细化了现场环境的定位信息，使得现场巡检设备的行驶路径图更有利于现场巡检设备的运行。还可通过将变电站现场环境分割，并对应在分割后的区域内布设蓝牙基站，进一步细化环境的定位信息，进一步优化了行驶路径图。此外，在现场巡检设备上还配置了丰富的现场检测装置，提高了现场检测数据的获取，解决了数据采集分散的问题，进一步提高了变电站巡检的自动化。

附图说明

图1为本发明中一种变电站电力设备全自动智能巡检方法的流程图。

图2为本发明一实施例中由变电站待检测设备以及变电站建筑物位置信息确定的矩形。

图3为本发明一实施例中由变电站待检测设备以及变电站建筑物位置信息确定的矩形中确定的巡检点设置区域。

图4为本发明一实施例中现场巡检设备在变电站电力设备巡检中的路径图。

图5为本发明中现场巡检设备中现场控制设备与其他设备的连接示意图。

图6为本发明中现场巡检设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，如图1所示，按照如下步骤实现：

步骤S1：在待巡检的变电站设置若干个蓝牙基站，对蓝牙基站进行预配置，获取每个蓝牙基站的位置信息，并将该位置信息存储至变电站主控室的主控服务器；

步骤S2：主控服务器根据所获取的每个蓝牙基站的位置信息，通过电子地图模块建立变电站的区域模型，通过该区域模型，获取变电站内待检测设备的巡检位置信息；

步骤S3：主控服务器将巡检位置信息通过设置于主控服务器处的远程通信模块下传至变电站现场巡检设备；设置于变电站现场巡检设备处的现场控制模块通过现场通信模块获取巡检位置信息；

步骤S4：现场控制模块根据巡检位置信息，通过设置于变电站现场巡检设备处的蓝牙定位模块获取变电站现场巡检设备的位置信息，生成巡检控制信息；

步骤S5：现场控制模块根据巡检控制信息控制通过设置于现场巡检设备的移动装置，开始巡检。

进一步的，在本实施例中，在步骤S1中，蓝牙基站设置于变电站内建筑物处、变电站待检测设备机架处；蓝牙基站的位置信息包括蓝牙基站的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标。在本实施例中，所采用的蓝牙基站以及蓝牙定位定位单元均采用基于蓝牙4.0BLEiBeacon通信协议的定位技术。该定位技术是一种属于基于距离的定位方法，通过在适当的位置安装蓝牙信号发射基站，当有蓝牙接收终端进入蓝牙信号覆盖区时，即可实现定位和数据传输。蓝牙4.0BLE模块现已被大多数手机、平板电脑等移动设备所集成，只要持有手机、平板电脑等移动设备的用户就可获得定位服务，因此该定位方法较易得到大规模推广应用。而且现有的室内蓝牙定位算法主要包括：峰值定位、质心定位以及三维空间定位等等。

进一步的，在本实施例中，在步骤S2中，电子地图模块根据蓝牙基站的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标建立一平面图，根据在待检测设备机架处蓝牙基站的位置信息以及变电站内建筑物的位置信息确定现场检测设备在该平面图中对应的巡检点，通过预存储于主控服务器中待检测设备的巡检顺序，生成一巡检路径图；待检测设备的位置信息：包括待检测设备的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标；巡检路径图中包括：巡检起始位置、巡检结束位置以及巡检点，且采用箭头指示巡检方向。

进一步的，在本实施例中，在确定与待检测设备对应的巡检点时，将平面图分割为若干个矩形，在矩形内确定巡检点；将平面图上与待检测装置距离一预设距离处的点作为巡检点，并进行连接成为巡检路径；判断巡检路径上是否存在异常点，若存在异常点，则在该巡检路径的中垂线上确定另外一点作为巡检点，重新连接确定巡检路径；异常点与其所在的巡检路径旁侧其他变电站内建筑物位置对应的点的距离小于现场巡检设备预设尺寸，所确定的新的巡检点。

进一步的，在本实施例中，变电站中待检测设备在标准化配置的过程中，留设有用于运输设备或操作人员巡检的道路，巡检路径图在确定巡检点过程中还要参考变电站内建筑物的位置信息以及现场巡检设备的尺寸参数，以建立完整的行驶路线。如图2～图4所示，在由蓝牙基站位置信息所建立的平面图中，小正方形为变电站内建筑物位置，三角形为变电站待检测设备的位置，由小正方形所确定的最外层矩形26为划分后的矩形，如图2所示；取待测设备所在的边以及建筑物所在边所组成的公共区域作为巡检点设置区域，如图3中的两个成90度相接的矩形27，分别将两个矩形的中线上且与待检测设备对应的位置作为待测设备的巡检点，如图4所示，此外，还可以选择矩形中距待检测设备所在的边的距离等于现场检测设备尺寸的边作为参照线，在该参照线上选择与待检测设备对应的位置作为待测设备的巡检点。或者还可以根据现场检测设备尺寸、蓝牙定位模块的位置以及待检测设备机架参数，具体设定参照线与待检测设备的距离参数。判断建筑物位置21至巡检路径上位置22的距离，且在本实施例中，位置22为该巡检路径与其中垂线的交点，若现场巡检设备的尺寸满足位置21处距位置22处的距离，则不另外设置巡检点，将图中实线作为行驶路径；否则，在位置21与位置22所确定的延长线上确定位置23，使得位置23处距位置21处的距离大于等于现场巡检设备的尺寸，将图中虚线作为行驶路径。此外，若变电站的环境较为复杂，可通过主控服务器根据蓝牙基站获取的位置信息，将变电站待检测区域进行划分，如最大内接矩形的计算，且区域交叉直接再采用最大内接矩形的计算的方式进行划分，从而获取优化的路径图。或者可通过所获取的变电站建筑物位置信息，采用上述方式将变电站待检测区域进行划分，在划分后的区域内对待检测设备或其他变电站建筑物配置蓝牙基站。在本实施例中，可预先在主控服务器中设置每个待检测设备的巡检顺序，并以列表的行驶进行存储，且可根据需要减少或增加待检测设备的巡检点。

进一步的，在本实施例中，在步骤S4中，通过蓝牙定位模块变电站现场巡检设备的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标，判断并计算变电站现场巡检设备当前位置与巡检起始位置以及巡检点的相对运动角度以及相对运动距离。如图2中，由位置24至位置23时，计算转角α的角度，并计算位置24至位置23的距离；由位置23至位置25时，计算转角β的角度，并计算位置23至位置25的距离。

进一步的，在本实施例中，如图5以及图6所示，现场巡检设备中的移动装置包括一地盘1、分别设置于地盘两侧的第一驱动轮2与第二驱动轮3以及设置于地盘前侧的导向轮4；第一驱动轮2、第二驱动轮3以及导向轮4分别对应经第一驱动电机、第二驱动电机以及导向驱动电机驱动；第一驱动电机、第二驱动电机以及导向驱动电机分别经第一驱动电路、第二驱动电路以及导向驱动电路连接至现场控制模块。

进一步的，在本实施例中，现场控制模块还包括一用于测量现场巡检设备所旋转角度的角度测量单元；角度测量单元包括一陀螺仪、一滤波电路、一加速度计、一AD采样电路、一微处理器以及一电子调速器；陀螺仪经滤波电路与AD采样电路相连；加速度计与AD采样电路相连；AD采样电路与微处理器连接。

进一步的，在本实施例中，在步骤S5中，现场控制模块根据相对运动角度，结合角度测量单元的反馈信息，通过第一驱动电机与第二驱动电机调整现场巡检设备的行驶方向，并通过导向驱动电机调整导向驱动轮的方向，调整导向轮旋转90度，且在所述现场巡检设备方向调整后，导向驱动电机调整导向驱动轮复原；现场控制模块根据相对运动距离，结合第一驱动轮与第二驱动轮的预设车轮半径以及第一驱动电机与第二驱动电机的预设转速，分别确定第一驱动电机与第二驱动电机的驱动信号的输出时间。

进一步的，在本实施例中，现场控制模块5以及蓝牙定位模块6设置于底盘1的顶面中部的安装台7，进一步的，为了方便定位，可将蓝牙定位模块6设置于安装台7中部；安装台7还设置一通过底部一与现场控制模块相连的驱动装置驱动的剪式升降台8；剪式升降台8中部安装有一摄像头9；摄像头9底部设置有旋转台10；旋转台10通过一与现场控制模块相连的摄像头旋转驱动装置驱动。

进一步的，在本实施例中，在步骤S5中，在现场巡检设备向待检测设备移动过程中，现场控制模块经现场通信模块通过主控服务器获取下一巡检点处待检测设备的预设高度，当现场巡检设备移动至该巡检点处时，通过控制剪式升降台控制摄像头的拍摄高度，当摄像头上升至与待检测设备相同高度时，通过判断平面图中现场巡检设备与待检测设备的相对位置，现场控制设备控制摄像头旋转驱动装置，调整摄像头与待检测设备的拍摄角度。

进一步的，在本实施例中，安装台的周侧还均匀设置有若干测距单元11，测距单元11将测距信息发送至现场控制模块，该测距单元可采用超声波单元；剪式升降台8上还设置有若干用于报警灯12以及与该报警灯配合的扩音器13；报警灯12以及扩音器13接收现场控制单元的报警输出信号，并对应通过声光起到警示作用。当现场巡检装置在巡检过程中接近异常物体时，通过测距单元提供触发信号，通过报警灯以及扩音器提供现场声光报警，同时，现场控制模块通过现场通信模块将该报警信号上传时主控服务器，提醒运维人员。此外，还可配合摄像头将该现场异常物体进行拍摄，以供运维人员进行识别。其中，运维人员可通过把手14推动现场巡检设备。

进一步，为了丰富该现场巡检设备的检测方式，还可在剪式升降台安装用于检测待检测涉笔运行温度的红外测温探头，安装电气设备局放分解物综合检测设备或安装紫外检测装置，以较为全面的获取现场待检测设备的运行参数，以供运维人员参考。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，按照如下步骤实现：

步骤S1：在待巡检的变电站设置若干个蓝牙基站，对蓝牙基站进行预配置，获取每个蓝牙基站的位置信息，并将该位置信息存储至变电站主控室的主控服务器；

步骤S2：所述主控服务器根据所获取的每个蓝牙基站的位置信息，通过电子地图模块建立变电站的区域模型，通过该区域模型，获取变电站内待检测设备的巡检位置信息；

步骤S3：所述主控服务器将所述巡检位置信息通过设置于所述主控服务器处的远程通信模块下传至变电站现场巡检设备；设置于所述变电站现场巡检设备处的现场控制模块通过现场通信模块获取所述巡检位置信息；

步骤S4：所述现场控制模块根据所述巡检位置信息，通过设置于所述变电站现场巡检设备

处的蓝牙定位模块获取所述变电站现场巡检设备的位置信息，生成巡检控制信息；

步骤S5：所述现场控制模块根据所述巡检控制信息控制通过设置于所述现场巡检设备的移动装置，开始巡检。

2.根据权利要求1所述的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述蓝牙基站设置于变电站内建筑物处以及变电站待检测设备机架处；所述蓝牙基站的位置信息包括蓝牙基站的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标。

3.根据权利要求2所述的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述电子地图模块根据蓝牙基站的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标建立一平面图，根据在所述待检测设备机架处蓝牙基站的位置信息以及所述变电站内建筑物的位置信息确定所述变电站内待检测设备在该平面图中对应的巡检点，通过预存储于所述主控服务器中所述待检测设备的巡检顺序，生成一巡检路径图；所述待检测设备的位置信息：包括待检测设备的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标；所述巡检路径图中包括：巡检起始位置、巡检结束位置以及巡检点，且采用箭头指示巡检方向。

4.根据权利要求3所述的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，在确定与所述待检测设备对应的巡检点时，将所述平面图分割为若干个矩形，在矩形内确定巡检点；将所述平面图上与所述待检测装置距离一预设距离处的点作为巡检点，并进行连接成为巡检路径；判断所述巡检路径上是否存在异常点，若存在异常点，则在该巡检路径的中垂线上确定另外一点作为巡检点，重新连接确定巡检路径；所述异常点与其所在的巡检路径旁侧其他变电站内建筑物位置对应的点的距离小于所述现场巡检设备预设尺寸，所确定的新的巡检点。

5.根据权利要求3所述的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，在所述步骤S4中，通过所述蓝牙定位模块所述变电站现场巡检设备的经纬度坐标或经转换的平面直角坐标，判断并计算所述变电站现场巡检设备当前位置与所述巡检起始位置以及所述巡检点的相对运动角度以及相对运动距离。

6.根据权利要求4的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，所述现场巡检设备中的移动装置包括一地盘、分别设置于所述地盘两侧的第一驱动轮与第二驱动轮以及设置于所述地盘前侧的导向轮；所述第一驱动轮、所述第二驱动轮以及所述导向轮分别对应经第一驱动电机、第二驱动电机以及导向驱动电机驱动；所述第一驱动电机、所述第二驱动电机以及所述导向驱动电机分别经第一驱动电路、第二驱动电路以及导向驱动电路连接至所述现场控制模块。

7.根据权利要求5的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，所述现场控制模块还包括一角度测量单元；所述角度测量单元包括一陀螺仪、一滤波电路、一加速度计、一AD采样电路以及一微处理器；所述陀螺仪经所述滤波电路与所述AD采样电路相连；所述加速度计与所述AD采样电路相连；所述AD采样电路与所述微处理器连接。

8.根据权利要求7所述的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述现场控制模块根据所述相对运动角度，结合所述角度测量单元的反馈信息，通过所述第一驱动电机与所述第二驱动电机调整所述现场巡检设备的行驶方向，并通过所述导向驱动电机调整所述导向驱动轮的方向，调整所述导向轮旋转90度，且在所述现场巡检设备方向调整后，所述导向驱动电机调整所述导向驱动轮复原；所述现场控制模块根据所述相对运动距离，结合所述第一驱动轮与所述第二驱动轮的预设车轮半径以及所述第一驱动电机与所述第二驱动电机的预设转速，分别确定所述第一驱动电机与所述第二驱动电机的驱动信号的输出时间。

9.根据权利要求4所述的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，所述现场控制模块以及所述蓝牙定位模块设置于所述地盘的顶面中部的安装台；所述安装台还设置一通过底部与所述现场控制模块相连的驱动装置驱动的剪式升降台；所述剪式升降台中部安装有一摄像头；所述摄像头底部设置有旋转台；所述旋转台通过一与所述现场控制模块相连的摄像头旋转驱动装置驱动；所述安装台的周侧还均匀设置有若干测距单元，所述测距单元将测距信息发送至所述现场控制模块；所述剪式升降台上还设置有若干用于报警灯以及与该报警灯配合的扩音器；所述报警灯以及所述扩音器接收所述现场控制单元的报警输出信号，并对应通过声光起到警示作用。

10.根据权利要求8所述的一种变电站电力设备全自动智能巡检方法，其特征在于，在所述步骤S5中，在所述现场巡检设备向所述待检测设备移动过程中，所述现场控制模块经所述现场通信模块通过所述主控服务器获取下一巡检点处待检测设备的预设高度，当所述现场巡检设备移动至该巡检点处时，通过控制所述剪式升降台控制摄像头的拍摄高度。