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05月11日

变电站智能运维解决方案(基于安全管控的变电站设备智能巡检移动作业平台)

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原文标题:【智能巡检】基于安全管控的变电站设备智能巡检移动作业平台

  摘要:基于安全管控的变电站设备智能巡检移动作业平台是依据变电运检管理体系、变电运检五项通用制度而建立的一个移动作业平台,可以实现变电验收、运维、检测、评价、检修五个方面全业务移动作业。通过变电运检移动作业APP软件与安全管控技术的结合,在保证应用的安全基础上,建立以软件为核心的移动作业体系,降低硬件投资,大幅减少二次录入,节省纸张及办公成本,提高智能化管理水平,提升变电运维效率和效益。

  引言

  随着移动互联网的快速发展,各类移动巡检技术应运而生,为保证电力设备安全,提高电力设备可靠率、确保电力设备低故障率运行,在变电站内也应用过移动巡检技术,但是未能彻底解决摆脱原有的人工巡视、手工纸质记录的工作方式,这种方式存在巡检作业用时长和管理费用高、数据录入工作繁琐、设备漏检等问题。

  目前的变电站巡检作业现状距离运维一体化的要求还有很大的差距,为紧跟国家电网公司变电站运维智能化、信息化的快速发展步伐,更是迫切需要通过可靠的辅助手段解决当前工作中存在的问题。因此需要引入新的技术手段,基于五通一措管理规范建立起一套科学合理的技术系统,实现对变电站资产的智能化巡检管理。

  本文立足于‘互联网+’行动计划,结合国家电网公司“十三五”发展规划,以提升电网安全运营水平为目标,通过结合变电运检管理体系规范,利用GPS定位、智能传感、移动安全管理等移动互联网技术,提出基于移动安全管控的变电站设备巡视移动作业系统,实现变电运维、检修、检测、验收、评价五个方面的核心移动应用。通过本平台的应用构建运检专业智能化体系,实现“互联网+电网运检”的深度融合,以有效改变传统的变电站运维管理模式。

  1传统变电站巡检现状

  变电站设备运检工作是保证电力设备安全、提高电力设备可靠性、确保电力设备低故障率运行的一项基础工作。当前变电站巡检作业中面临的现状有:1、变电站设备型号繁多,相应的巡检标准不齐全;2、缺陷分类标准不齐全、定义不准确;3、管理人员难以及时掌控变电站的设备缺陷和跟踪缺陷消除进度;4、巡检人员不按标准化流程作业,管理人员难以管控巡检工作质量;5、纸质标准化作业指导书(卡)使用太繁杂,翻阅查找不方便;6、巡检结果数据整理和流转缺乏有效手段,与PMS2.0系统对接需人工录入。

  变电运检五项通用制度落地执行现状,为规范国家电网公司(以下简称“公司”)变电运维管理,提高运维水平,保证运维质量,依据国家法律法规及公司有关规定,国网总部下发了变电运维、检测、检修、评价、验收通用管理标准以及反事故措施规范(简称“五通一措”),目前变电站设备运检工作现状距离五通一措规定的“精益管理、标准作业、运维到位”要求还有很大的差距。同时在移动终端应用及防护方面,由于缺乏统一标准体系及管控要求,一旦终端丢失会造成生产作业数据的泄露,没有系统性的移动终端安全审计管控和非授权携带管控措施,同时运维人员办理一些工作中的敏感事务,存在公私信息混杂现象,安全问题严重。

  2平台方案

  本文的平台方案主要包括双域安全智能终端及变电站智能运维应用软件,双域安全智能终端支撑智能运维应用客户端软件的运行,变电站智能运维软件提供变电验收、运维、检测、评价、检等巡检业务功能。

  2.1 双域安全智能设备

  如图1所示,针对变电站智能巡检的安全需求,本系统开发一款适用于电力巡检作业的双域智能移动作业终端,在硬件配置上符合运维检修专业终端配置规范,采用Android 7.1系统、骁龙8核+4G大内存、5.5英寸高清屏、国产独立北斗芯片双模定位、IP68防护等级等先进配置,满足移动应用运行的支撑需求。在系统防护层面利用应用权限控制、多因子身份鉴别、防root机制等可信安全技术,进行ROM定制化,从操作系统层面屏蔽WIFI、USB等违规外联渠道,从而构建可信双域安全系统,实现终端系统可信引导、防root、强制访问控制、安全审计等安全增加功能,以支撑变电运维应用的数据安全防护。

  图1 双域安全智能设备

  2.2 变电站智能运维应用

  1、关键技术应用

  本文提出的变电站设备巡检移动作业平台立足于科技减负,运用了大量的移动互联技术。将GPS对标定位、超声波任务分组、全流程语音向导 、智能键盘实现 、快速数据抄录等智能化技术融入变电运维软件中。例如,通过高精度GPS卫星定位技术或北斗卫星定位技术自动记录巡检人员的轨迹,确保巡检到岗到位;利用超声波技术传递任务,以最省力的方式实现了分组巡检的需要,巡检前和巡检后都能通过超声波快速下发及合并任务;在巡检的主要操作环节,系统都提供了温馨的语音提示,包括待办任务数量提示,现存缺陷数量提示,数据超限提示,操作流程注意事项提示等。

  2、变电站设备智能运维应用软件

  变电站设备智能运维应用软件主要包含智能变电运维后台及智能化客户端,管理后台包括智能管理子系统、智能操作子系统、智能提醒子系统、智能结果子系统,实现变电站设备巡检移动作业相关业务基础数据维护管理、巡检计划管理、设备缺陷管理等功能,系统部署在电力公司信息内网。

  图2 智能变电运维移动客户端

  智能变电运维移动客户端如图2,根据变电运检移动作业工作流程和管理要求,开发界面友好、流程清晰、简洁实用的变电验收、运维、检测、评价、检修五个应用软件APP,应用软件在双域终端上流畅使用,并预留软件升级、PMS数据接口功能,实现变电运检作业指导书生成、数据录入、风险预控、报表生成、数据传输等“一站式”管理,实现变电运检无纸化作业。

  3平台架构

  变电站设备智能巡检移动作业平台的技术框架主要包含五个层次,即基础平台层、应用支持层、数据资源层、业务实现层、展现层。

变电站智能运维解决方案(基于安全管控的变电站设备智能巡检移动作业平台).png

  图3 系统架构图

  4风险控制

  基础平台层,主要包括网络系统、硬件平台。网络系统基于国家电网内网建设,是数据传输的唯一通道。硬件平台包括安全终端、应用服务器、数据库服务器和Web服务器。

  应用支撑层,主要包括中间件(应用中间件和消息中间件)和支撑体系(安全体系、工作流引擎、业务体系、提醒机制、接口体系)。通过建设应用支撑平台,实现界面集成、应用集成、数据集成及流程集成,通过四个集成来达到变电站设备标准化巡检智能系统的最佳使用效果。

  数据资源层:数据资源层主要由巡检标准库、设备缺陷库和制度规程库组成。每个厂家的各种型号设备编制了相应的巡检标准表单,并且引入了可视化管理理念,采用图文并茂的方式诠释每条标准,并通过箭头指明巡检部位的方式对每条标准进行准确定义,形成“巡检标准库”。通过将表单化后的缺陷标准融入到每条巡视标准中,将每条巡视标准对应的缺陷标准进行穷举,形成“设备缺陷库”;将针对每个设备每个部件的管理制度和标准集成到系统中,形成“制度规程库”。数据资源层是系统的重要组成部分,同时也是应用实现层的基础。

  业务实现层:智能操作子系统主要包括全面标准化巡检、日常巡检、特殊巡检、设备新投巡检、标准化验收、定期维护、定期切换试验、规程制度查询等;智能管理子系统主要包括巡检计划完成情况管理、巡检到岗情况管理、巡检到位情况管理;智能提醒子系统主要包括巡检周期提醒、新增(或消除)缺陷提醒、现存缺陷提醒;智能结果子系统主要包括巡检报告、缺陷报告、设备运行曲线;智能培训子系统主要包括设备运行须知、运行规程和管理制度等。

  展现层:展现层是由系统与用户交互的各个界面组成,主要是用户客户端软件。

  4结束语

  本系统构建过程中,我们在充分了解巡检工作的基础上,将《变电运维通用实施细则》等相关规程制度根据设备类型进行了分解和匹配,并将《细则》中的运行规定和典型事故处理方法融入进行本系统,让员工在使用本系统的同时就进行了技术培训,促进了标准的有效落地。

  本系统提供了数据集中抄录、智能键盘、“摇一摇”等智能应用来大幅度提高运维人员巡检效率。智能键盘可以在设备列表中快速查找目标设备,也可在数据抄录时智能提示数据范围,通过“摇一摇”功能可快速定位身边设备,也可快速记录缺陷。

  本平台已经在甘肃省、河南、福建省开展应用,全面指导变电站运维人员作业的规范化。未来,随着智能技术应用范围将进一步扩大,在人脸识别、5G、人工智能等技术应用方面开展深入研究,以科技创新保障电网运行安全,实现变电站设备巡检统一化、专业化、精益化的目标。

  推荐单位:北京国电通网络技术有限公司

  本文作者:吴锋

  参考文献

  [1] 李静.变电站智能巡检系统研究[D].青岛理工大学,2012.

  [2] 谢伟杰.变电站智能巡检系统的设计和应用研究.广东工业大学,2018.

  [3] 牛祉霏.变电站设备巡检机器人系统设计方案的研究与应用.华北电力大学,2016

  [4] 王绍亚.变电站智能巡检系统研究与设计. 华北电力大学,2015

  [5] 张贺军.面向状态检修的变电站智能巡检系统研究. 华北电力大学,2013

  [6] 高建龙.变电站智能巡检机器人机械系统设计与巡检技术研究. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018

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