变电站智能远程遥视系统

变电站智能远程遥视系统

肖笋李俊宋杨路晓灿董扬

（国网山东省电力公司日照供电公司山东日照276826）

摘要：变电站智能远程遥视系统是应用计算机技术、通讯技术、视频技术，将变电站视频、图像信息上传至监控端，实现变电站远程监控的综合自动化系统，是继变电站“四遥”技术（“遥信”、“遥测”、“遥控”、“遥调”）后的又一重要变电站自动化技术。

关键词：变电站；智能远程；遥视系统

一、变电站智能远程遥视系统的内容

本文介绍一种变电站智能远程遥视系统，将高清摄像头搭载在无人机上，通过远程遥控无人机，实现对变电站全站图像信息的采集，以达到既可以保证图像采集的精度，又可以实现变电站图像信息的全覆盖的目的。

变电站智能远程遥视系统，其特征在于，由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括远端计算机、站端计算机、无人机图像采集设备、遥控设备、监控设备，远端计算机、监控设备、遥控设备分别通过有线网络传输方式，连接站端计算机，遥控设备通过无线网络传输方式，连接无人机图像采集设备，其中，无人机图像采集设备具有罩体，罩体中央设有无人机，无人机与罩体的中心轴滑动连接，无人机上安装有高清摄像头、超声波测距设备、GPS定位设备以及云台控制设备，此外，本系统还设有无线充电设备，其中：

①高清摄像头，用于变电站图像的采集；②遥控设备包括静止设备和可移动设备，静止设备经USB接口与站端计算机相连，用于发送遥控指令；可移动设备搭载在无人机上，用于接收遥控指令；从而实现无线、长距离控制无人机的全方位飞行、变电站图像的抓取；③站端计算机用于实现人机交互、变电站图像信息分析、处理、存储以及无人机的驾驶；④超声波测距设备用于实时监测无人机图像采集设备与周围环境的距离；⑤GPS定位设备用于定位无人机图像采集设备所处的变电站区域，为防撞子系统提供安全距离参数；⑥云台控制设备用于控制高清摄像头的取景范围，并使高清摄像头自动对焦；⑦无线充电设备用于在一定范围内为无人机无线充电；⑧监控设备用于监视无人机的飞行状态、周围环境，为驾驶员提供飞行指导。

软件系统包括应用于站端计算机的遥控子系统、图像分析子系统、图像存储子系统、应用于站端计算机、监控设备、遥控设备和无人机图像采集设备的图像传输子系统以及应用于无人机图像采集设备的防撞子系统、设备监测子系统，其中：

①遥控子系统用于实现无人机的控制飞行、自动悬停、自动归航；②图像传输子系统用于实现变电站图像信息、控制信息、设备信息的传输；③图像分析子系统一方面通过人机界面展示拍摄的图像信息，另一方面完成图像识别等图像分析功能，其包括常规图像分析模块和保护压板自动核对模块，常规图像分析模块用于变电站图像信息的常规编辑；保护压板自动核对模块用于变电站保护压板的自动核对；④图像存储子系统用于存储变电站的历史图像信，便于查询；⑤防撞子系统用于根据GPS定位设备获取的变电站区域信息在线设置安全距离，保证无人机图像采集设备不对变电站设备造成影响；⑥设备监测子系统用于监控无人机图像采集设备的电量、运行状态以及无线充电设备、站端计算机的运行状态。

变电站智能远程遥视系统，克服了传统变电站视频监控布点多、成本高、且无法采集到变电站细节信息的弊端，具有覆盖范围广、全、细的特点，能精确到变电站内保护压板投退状态、保护动作信号等细节信息的实时监视。

二、变电站智能远程遥视系统的实施方式

如图2所示，硬件系统包括远端计算机、站端计算机、无人机图像采集设备、遥控设备、监控设备，站端计算机上安装无人机遥控软件，同时站端计算机与遥控设备通过USB接口相连接。通过远端计算机远程登录站端计算机，利用远端计算机上安装的遥控软件，经过遥控设备实现无人机图像采集设备的远程遥控。搭载在无人机2上的高清摄像头5将拍摄的图像信息无线回传至遥控设备，遥控设备上传至站端计算机。通过监控设备设置的固定摄像头，能够实时捕捉无人机图像采集设备的飞行图像信息，从而监视无人机图像采集设备的飞行状态和周围环境，为无人机图像采集设备的驾驶提供必要的参数依据。

如图3所示，工作原理如下：远端计算机向站端计算机发送控制信息，并从站端计算机接收图像信息、设备信息，站端计算机上的遥控子系统，根据远端计算机下发的控制信息并结合监控设备采集的监控图像信息，向遥控设备下发控制信息；遥控设备将控制信息下发到无人机图像采集设备，无人机图像采集设备上的设备监测子系统以及云台控制设备分别监控运行中的设备信息以及获取现场的图像信息，并分别回传至遥控设备，进而反馈至站端计算机，供站端计算机的图像分析子系统和图像存储子系统使用；防撞子系统通过GPS定位设备获得无人机图像采集设备所处变电站区域的位置信息，在线设定无人机图像采集设备的安全距离；通过超声波测距设备获得图像采集设备与周围环境的距离，当该距离小于安全距离时，闭锁该方向的运动。例如，当无人机图像采集设备上方到达安全距离阈值时，无人机将闭锁上升方向的遥控指令，使得无人机无法上升，保证无人机图像采集设备处于安全距离之外，具体实施例如下：当GPS定位设备判断无人机图像采集设备位于220kV设备区时，在线设定安全距离为3.5米，当超声波测距设备测得无人机图像采集设备与上方物体距离小于3.5米时，即闭锁无人机图像采集设备向上飞行，从而达到了无人机图像采集设备防撞的目的，同时发出上升方向距离不足的报警，及时提示工作人员进行方向的调整。

其中，图像分析子系统又包括常规图像分析模块和保护压板自动核对模块，常规图像分析模块用于变电站图像信息的常规编辑；保护压板自动核对模块用于变电站保护压板的自动核对，如图4所示，保护压板自动核对模块的工作流程包括以下步骤：

步骤1：远端计算机接收到变电站继电保护压板图像信息后，通过图像识别技术自动将压板投退图像信息转化为文字信息；

步骤2：将转化后的文字信息与调度控制中心下发的压板投退表进行比对，如果完全一致则记录当前时间，输出“核对一致”提示信息；如果存在不一致情况，则记录当前时间并自动存储不一致的压板图像，输出“核对不一致”提示信息，同时提示监控人员；

步骤3：监控人员打开存储的不一致的压板图像信息，进行人工确认。

参考文献：

[1]何玉民.遥视系统在变电站自动化系统中的应用综述[J].电气应用.2013.

[2]冯军.关于无人值班遥视系统的研究[J].农家科技.2011.

作者简介：

肖笋（1987.01.05）男学历：华北电力大学工学硕士单位：国网山东省电力公司日照供电公司研究方向：电力系统及其自动化