一种水电厂继电保护压板投退状态识别方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水电厂继电保护压板投退状态识别方法和系统，该方法包括：建立预设标准图像数据库；对目标区域进行实时画面采集；上传保护压板图像；对上传的保护压板图像进行预处理；数字图像对比。本发明专利技术能够快速、准确地定位水电站继电保护压板并识别其投退状态，提升了水电站设备智能化运维水平，减少了水电站运维人员现地校对核验次数，在一定程度上提高了工作效率。上提高了工作效率。上提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水电厂继电保护压板投退状态识别方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力系统保护领域，更具体地，涉及一种水电厂继电保护压板投退状态识别方法和系统。

技术介绍

[0002]在电力系统中，继电保护压板的正确投退关系到电力系统的安全运行，继电保护压板一旦投退错误，将导致继电保护装置误动或拒动，从而危害电网安全。在现有技术中，主要依靠运维人员在机组检修前后现地对继电保护压板状态进行逐一比对检查，这种方式不仅工作量大，而且效率低下，保护压板误投漏投的情况时有发生。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供了一种水电厂继电保护压板投退状态识别方法和系统，可以自动采集继电保护压板图像，通过图像处理技术对继电保护压板的状态进行识别，无需人工现场检查，显著提高了工作效率。
[0004]本专利技术具体方案如下：
[0005]一种水电厂继电保护压板投退状态识别方法，包括如下步骤：
[0006]S1：建立预设标准图像数据库，数据库中包括水电站每台机组对应的继电保护压板标准图像；
[0007]S2：对目标区域进行实时画面采集，将采集的视频保存在工业电视监控终端；
[0008]S3：上传步骤S2中的保护压板图像；
[0009]S4：对上传的保护压板图像进行预处理，预处理包括：图像拍摄角度校正、图像灰度、二值化、图像反色、图像去噪、图像保存；
[0010]S5：数字图像对比：提取图像轮廓、凸包、骨架，并通过图像叠加处理找出与S1中数据库标准图像的差异，若输出图像不变化，输出当前压板状态与上一压板状态相同；若输出图像不重叠，将上一压板状态取反后更新为当前压板状态。
[0011]进一步地，S4中，图像拍摄角度校正具体是：通过视变换算法将图像投射到新的平面上完成对已获取到的保护压板图像进行拍摄角度上的校正，包括：
[0012]步骤一：透视变换处理输入图像，其中(u,v,w)为原始输入图像坐标，具体计算为：
[0013]步骤二：进行变换：考虑到平面测距，w'＝w＝a
33
＝1；
[0014]步骤三：将变换后图片的坐标值设为x,y并选取图像中的四组对应点进行映映射，
结果为：(0,0)
→
(x0,y0),(1,0)
→
(x1,y1),(1,1)
→
(x2,y2),(0,1)
→
(x3,y3)。
[0015]进一步地，S4中，对图像进行灰度化、二值化和反色预处理具体是：
[0016]将彩色图像转为灰度图像，忽略颜色特征，便于后续处理，图像的灰度值为：gray＝0.29900*R+0.58700*G+0.11400*B；
[0017]将原有图像dst(x,y)的灰度值范围设置为[m,n]，T为二值化的阈值，其中T的大小范围为m≤T≤n，处理后得到的图像记为f(x,y)；当dst(x,y)＜T时，f(x,y)＝0；当dst(x,y)≥T时，f(x,y)＝255；
[0018]图像反色处理，将灰度值为1的区域变为0，将灰度值为0的区域变为1，将压板背景图像置为黑色，压板本身置为白色，突出压板状态。
[0019]进一步地，S4中，通过中值滤波算法去噪，包括：
[0020]步骤一：计算输入图像的宽、高和首地址并建立一块缓冲区将其初始化为0用以暂存临时图像；
[0021]步骤二：逐行扫描图像中的像素点，对当前像素值及其领域中的像素值按照从小到大的顺序进行排列并将中值赋给当前像素点；
[0022]步骤三：循环步骤二，直至将图像中所有的像素点全部处理完毕；
[0023]步骤四：将缓冲区中的所有数据复制到原图像中获得最终的处理结果。
[0024]进一步地，S5中，数字图像对比中，图像凸包提取包括通过将平面上所有的点放入到一个直角坐标系中，先找到凸包上的一个点并按照一定的顺序依次判断剩余的点是否为凸包上的点；
[0025]图像凸包填充包括：
[0026]步骤一：创建两个与原图像大小一致的二值模板；
[0027]步骤二：提取压板图像凸包时，用红色标记出来，并通过逐行从左往右扫描图像，遇到红色就停止扫描，把扫描到的点在第一个模板中标记为0，没扫描到的点标记为1；
[0028]步骤三：逐行从右往左扫描图像，遇到红色就停止，把扫描到的点在第二个模板中标记为0，没扫描到的点标记为1；
[0029]步骤四：对两个模板做交运算，生成新的模板，新模板中标记为1的位置就是目标区域；
[0030]图像凸包骨架提取包括：
[0031]在已提取到压板图像轮廓的基础上，通过进一步的图像细化来提取目标图像骨架；图像细化是通过逐渐剥离图像边缘的白色像素点，直至最后图像中的每一点皆为单像素为止。
[0032]进一步地，通过图像叠加处理找出与S1中数据库标准图像的差异具体包括：
[0033]步骤一：选择预设标准图像数据库中待对比图像，并作图像预处理、图像凸包骨架提取，处理结果记为I(x,y)；
[0034]步骤二：远程控制工业摄像头，拍摄某台机组保护压板，获得图像后上传到后台终端对其进行图像预处理、骨架提取，处理结果记为I'(x,y)；
[0035]步骤三：对I(x,y)、I'(x,y)进行图像叠加处理，处理后的图像记为I”(x,y)；
[0036]步骤四：对图像I”(x,y)进行像素点扫描、统计，当图像I”(x,y)的像素点个数等于I(x,y)图像像素点个数，压板状态输出结果与I(x,y)相同；当图像I”(x,y)的像素点个数不
等于I(x,y)图像像素点个数，压板状态输出结果与I(x,y)相反。
[0037]进一步地，压板状态为投入、退出，投入记为
‘1’
，退出记为
‘0’
；由于退出状态的压板图像像素点大于投入状态的压板图像像素点，通过设置图像像素点阈值，判断图像I(x,y)初始状态。
[0038]本专利技术还涉及的一种水电厂继电保护压板投退状态识别系统，包括处理器，处理器与工业电视监控模块连接，工业电视监控模块采集待检机组保护柜的若干继电保护压板状态信息，处理器根据工业电视监控模块采集的信息，按照上述的方法进行处理，并判断继电保护压板投退状态。
[0039]进一步地，继电保护压板具有明显标识的开关装置。
[0040]进一步地，采用1080P高清摄像头进行视频图像采集。
[0041]由上述描述可知，本专利技术预先建立保护压板图像数据库，通过工业电视对现场保护柜进行图像采集，将采集的图像上传至数字图像处理模块中与预设标准图像进行比较并输出图像间差异，进而实现对继电保护压板投退状态的自动识别。本专利技术无需人工进行现场检测，在一定程度上提高了工作效率。
附图说明
[0042]图1是本专利技术实施例的水电站继电保护压板投退状态识别方法流程图；
[0043]图2是本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电厂继电保护压板投退状态识别方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：建立预设标准图像数据库，数据库中包括水电站每台机组对应的继电保护压板标准图像；S2：对目标区域进行实时画面采集，将采集的视频保存在工业电视监控终端；S3：上传步骤S2中的保护压板图像；S4：对上传的保护压板图像进行预处理，预处理包括：图像拍摄角度校正、图像灰度、二值化、图像反色、图像去噪、图像保存；S5：数字图像对比：提取图像轮廓、凸包、骨架，并通过图像叠加处理找出与S1中数据库标准图像的差异，若输出图像不变化，输出当前压板状态与上一压板状态相同；若输出图像不重叠，将上一压板状态取反后更新为当前压板状态。2.根据权利要求1所述的水电厂继电保护压板投退状态识别方法，其特征在于：S4中，图像拍摄角度校正具体是：通过视变换算法将图像投射到新的平面上完成对已获取到的保护压板图像进行拍摄角度上的校正，包括：步骤一：透视变换处理输入图像，其中(u,v,w)为原始输入图像坐标，具体计算为：步骤二：进行变换：考虑到平面测距，w'＝w＝a
33
＝1；步骤三：将变换后图片的坐标值设为x,y并选取图像中的四组对应点进行映映射，结果为：(0,0)
→
(x0,y0),(1,0)
→
(x1,y1),(1,1)
→
(x2,y2),(0,1)
→
(x3,y3)。3.根据权利要求2所述的水电厂继电保护压板投退状态识别方法，其特征在于：S4中，对图像进行灰度化、二值化和反色预处理具体是：将彩色图像转为灰度图像，忽略颜色特征，便于后续处理，图像的灰度值为：gray＝0.29900*R+0.58700*G+0.11400*B；将原有图像dst(x,y)的灰度值范围设置为[m,n]，T为二值化的阈值，其中T的大小范围为m≤T≤n，处理后得到的图像记为f(x,y)；当dst(x,y)＜T时，f(x,y)＝0；当dst(x,y)≥T时，f(x,y)＝255；图像反色处理，将灰度值为1的区域变为0，将灰度值为0的区域变为1，将压板背景图像置为黑色，压板本身置为白色，突出压板状态。4.根据权利要求2所述的水电厂继电保护压板投退状态识别方法，其特征在于：S4中，通过中值滤波算法去噪，包括：步骤一：计算输入图像的宽、高和首地址并建立一块缓冲区将其初始化为0用以暂存临时图像；步骤二：逐行扫描图像中的像素点，对当前像素值及其领域中的像素值按照从小到大的顺序进行排列并将中值赋给当前像素点；步骤三：循环步骤二，直至将图像中所有的像素点全部处理完毕；
步骤四：将缓冲区中的所有数据复制到原图像中获得最终的处理结果。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志伟，魏坤，吕佳军，韦杰文，黄光辉，鲁文涛，柯文俊，彭承星，张兆新，
申请(专利权)人：云南联合电力开发有限公司，
类型：发明
国别省市：