基于地理区域模型的变电站维护辅助系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于地理区域模型的变电站维护辅助系统及方法。该系统包括主系统、一体化组态工具和无线终端；所述主系统用于采集和处理实时数据，通过与无线终端进行数据交互来辅助维护人员进行维护，并记录维护人员的行为信息；所述一体化组态工具用于将变电站的地理区域模型与站内实际设备及数据点相关联，并将关联结果发送给所述主系统作为数据处理的基础，还用于为主系统进行参数配置；所述无线终端用于接收维护人员的操作指令并将指令传送给主系统，还用于展示主系统发送的信息。本发明专利技术可以在不影响已投变电站运行的情况下，实现辅助系统的部署以及对变电站巡视和故障排查工作的辅助。排查工作的辅助。排查工作的辅助。

【技术实现步骤摘要】
基于地理区域模型的变电站维护辅助系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种变电站维护辅助系统，尤其是一种基于地理区域模型的变电站巡视和故障排查辅助系统，还涉及一种基于该系统的维护方法。

技术介绍

[0002]随着已投运变电站数量的逐年递增，相应的巡视和故障排查工作量急速增长。在运行维护人员数量有限且技能和经验水平参差不齐的情况下，很难确保相关工作的有序开展，特别是当变电站内部地理区域较多且复杂，设备地点和运行状态信息获取不详尽时，很可能给巡视和故障排查工作带来困难，更严重者甚至会导致误入带电间隔等危险事件的发生。
[0003]在高电压（500kV及以上）等级的新建变电站，通常会设置智能巡检机器人或高清的智能摄像头等来辅助完成部分巡视和故障排查工作。该方式虽然可以使问题在一定程度上得到缓解，但由于投资较高，户外巡视受环境天气等因素影响较大，易损坏、调试复杂且需要新增专用的通信信道，无法广泛应用于大量已投运的低电压（110kV及以下）等级变电站。针对大量的在运低电压等级的变电站，如何在确保运行维护人员人身安全的情况下，以相对较少的投入最大程度提高其巡视和故障排查工作的效率是一个亟需解决的难题。
[0004]另一方面，随着各地区对供电可靠性要求的日益提升，针对已投运变电站的例行检修停电时间被进一步缩短，其中站内的保护装置、网关机等关键设备在非必要的情况下不允许退出运行，更不允许更换装置参数和重新开展调试工作。那么即使存在能够辅助运行维护人员开展巡视和故障排查工作的系统，针对数量巨大的已投运变电站，如何在确保全站不停电、关键二次设备不退出运行的情况下完成系统接入也成为一个亟待攻克的难关。
[0005]专利CN112350441A 中公开了一种变电站在线智能巡视系统及方法，主要提供了一种变电站在线智能巡视系统及方法，利用光学巡视系统、机器人巡视系统、环境监控系统和传感参数系统的协同工作，解决了单纯依靠机器人巡检存在巡视盲区、单一视频覆盖范围小等问题，属于在机器人巡视水平上优化提升的范畴，系统复杂程度和投资成本将更高，且系统部署实施调试复杂，无法应用于大量的已投运变电站。
[0006]专利CN110807460A中公开了一种基于图像识别的变电站智能巡视系统及其应用方法，利用在线监测子站、在线监测主站、智能运维主站、图像识别服务器和移动运维终端的协同工作，来完成设备状态的自动辨识，对发现异常的设备再由巡视人员进行二次确认，可以在一定程度上提高巡视效率，但其系统从设计上要求远方的主站端和变电站端的数据通信和多方配合，除要求新增专用的通信信道外，还会在安装部署时涉及主站端、变电站端多个系统的同步调试要求，虽然可应用于新建变电站，但对于已投运变电站来讲都是不可接受的，与本专利技术所涉及系统处于不同的变电站应用场景。

技术实现思路

[0007]本专利技术提出了一种基于地理区域模型的变电站维护辅助系统及方法，其目的是：在不影响已投变电站运行的情况下，实现辅助系统的部署以及对变电站巡视和故障排查工作的辅助。
[0008]本专利技术技术方案如下：一种基于地理区域模型的变电站维护辅助系统，包括主系统、一体化组态工具和无线终端；所述主系统用于采集和处理实时数据，通过与无线终端进行数据交互来辅助维护人员进行维护，并记录维护人员的行为信息；所述一体化组态工具用于将变电站的地理区域模型与站内实际设备及数据点相关联，并将关联结果发送给所述主系统作为数据处理的基础，还用于为主系统进行参数配置；所述无线终端用于接收维护人员的操作指令并将指令传送给主系统，还用于展示主系统发送的信息。
[0009]作为上述系统的进一步改进：所述主系统包括数据采集模块、数据处理模块、综合分析模块、巡视任务处理模块、模型处理模块、行为处理模块、数据库模块和无线加密通信模块；所述数据采集模块用于采集外部传入的实时数据并传递给数据处理模块；所述数据处理模块用于将实时数据解析转换成结构化数据并传递给综合分析模块和巡视任务处理模块；所述综合分析模块用于基于结构化数据进行分析，得到包括设备运行状态、故障信息和故障处置建议在内的结果数据，并将该结果数据传递给模型处理模块；所述巡视任务处理模块用于根据数据库模块中保存的巡视任务参数生成辅助巡视工作的巡视指引数据，并将巡视指引数据通过无线加密通信模块传递给无线终端；所述模型处理模块用于管理变电站地理区域模型，并基于一体化组态工具发送的关联结果生成变电站地理区域图，还用于基于综合分析模块传入的结果数据在地理区域图上标记故障点和故障范围、并生成安全巡视路线；所述行为处理模块用于接收无线加密通信模块传入的无线终端请求数据，基于数据库模块中的数据给出请求应答，并将无线终端上维护人员的行为操作记录存入数据库模块；所述数据库模块用于存储维护人员的配置信息、巡视任务和故障处置的规则、以及维护人员的行为操作记录；所述无线加密通信模块用于采用加密方式与无线终端进行交互。
[0010]作为上述系统的进一步改进：所述一体化组态工具包括建模工具、关联工具和配置工具；所述建模工具用于以图形化的方式建立变电站地理区域模型并传递给关联工具；所述关联工具用于利用变电站配置文件将站内实际设备及数据点与变电站地理区域图模型中的对象关联，并将关联结果传递给模型处理模块；所述配置工具用于实现维护人员用户参数、巡视任务参数和故障处置规则的配置
及在数据库模块中的保存。
[0011]本专利技术还公开了一种基于上述的变电站维护辅助系统的变电站维护方法，包括以下步骤：S1、使用建模工具进行变电站地理区域的建模；S2、使用关联工具进行变电站内部设备及数据点与地理区域模型的关联；S3、使用配置工具进行维护人员用户参数、巡视任务参数和故障处置规则的配置；S4、主系统利用端口镜像、报文镜像或新增通信规约的方式采集站内实时数据；S5、主系统利用实时数据进行分析，给出故障信息、故障处置建议及巡视指引数据；S6、根据无线终端所展示的故障信息、故障处置建议及巡视指引数据，进行巡视和故障排查工作；S7、生成巡视和故障排查记录存档。
[0012]作为上述维护方法的进一步改进：步骤S1中，建模的对象包括区域对象模型和设备对象模型，所述设备对象模型包括一次设备对象模型、二次设备对象模型和辅助装置对象模型；所述区域对象模型包含所属区域的坐标属性和尺寸属性；所述设备对象模型包含设备的额定参数属性。
[0013]作为上述维护方法的进一步改进：步骤S2中，对于智能变电站，导入变电站的SCD文件，提取一次设备、二次设备和数据点信息进行关联；对于常规变电站，导入变电站的设备参数表和数据点表文件进行关联；关联时，将站内已有设备与地理区域模型中对应的设备对象模型进行关联并补全所需的模型属性；将数据点按照类型分别关联到一次设备对象模型、二次设备对象模型和区域对象模型上，实现数据点、站内设备和设备所在区域的多级关联绑定。
[0014]作为上述维护方法的进一步改进：步骤S3中，所述维护人员用户参数包括用户类别、用户名和身份验证参数；所述巡视任务参数包括需要巡视的设备、需要抄录的实时数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地理区域模型的变电站维护辅助系统，其特征在于：包括主系统、一体化组态工具和无线终端；所述主系统用于采集和处理实时数据，通过与无线终端进行数据交互来辅助维护人员进行维护，并记录维护人员的行为信息；所述一体化组态工具用于将变电站的地理区域模型与站内实际设备及数据点相关联，并将关联结果发送给所述主系统作为数据处理的基础，还用于为主系统进行参数配置；所述无线终端用于接收维护人员的操作指令并将指令传送给主系统，还用于展示主系统发送的信息。2.如权利要求1所述的基于地理区域模型的变电站维护辅助系统，其特征在于：所述主系统包括数据采集模块、数据处理模块、综合分析模块、巡视任务处理模块、模型处理模块、行为处理模块、数据库模块和无线加密通信模块；所述数据采集模块用于采集外部传入的实时数据并传递给数据处理模块；所述数据处理模块用于将实时数据解析转换成结构化数据并传递给综合分析模块和巡视任务处理模块；所述综合分析模块用于基于结构化数据进行分析，得到包括设备运行状态、故障信息和故障处置建议在内的结果数据，并将该结果数据传递给模型处理模块；所述巡视任务处理模块用于根据数据库模块中保存的巡视任务参数生成辅助巡视工作的巡视指引数据，并将巡视指引数据通过无线加密通信模块传递给无线终端；所述模型处理模块用于管理变电站地理区域模型，并基于一体化组态工具发送的关联结果生成变电站地理区域图，还用于基于综合分析模块传入的结果数据在地理区域图上标记故障点和故障范围、并生成安全巡视路线；所述行为处理模块用于接收无线加密通信模块传入的无线终端请求数据，基于数据库模块中的数据给出请求应答，并将无线终端上维护人员的行为操作记录存入数据库模块；所述数据库模块用于存储维护人员的配置信息、巡视任务和故障处置的规则、以及维护人员的行为操作记录；所述无线加密通信模块用于采用加密方式与无线终端进行交互。3.如权利要求2所述的基于地理区域模型的变电站维护辅助系统，其特征在于：所述一体化组态工具包括建模工具、关联工具和配置工具；所述建模工具用于以图形化的方式建立变电站地理区域模型并传递给关联工具；所述关联工具用于利用变电站配置文件将站内实际设备及数据点与变电站地理区域图模型中的对象关联，并将关联结果传递给模型处理模块；所述配置工具用于实现维护人员用户参数、巡视任务参数和故障处置规则的配置及在数据库模块中的保存。4.一种基于权利要求3所述的变电站维护辅助系统的变电站维护方法，其特征在于包括以下步骤：S1、使用建模工具进行变电站地理区域的建模；S2、使用关联工具进行变电站内部设备及数据点与地理区域模型的关联；S3、使用配置工具进行维护人员用户参数、巡视任务参数和故障处置规则的配置；S4、主系统利用端口镜像、报文镜像或新增通信规约的方式采集站内实时数据；
S5、主系统利用实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏，徐刚，王志华，崔建国，张旭，周明宇，姜富友，王硕，于文超，于奎民，董奕辉，杨佳承，
申请(专利权)人：东方电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：