张效

摘 要：科学技术的快速发展加速我国电力行业的发展进程，使得我国人们的生活水平有了质的飞跃。在大数据、人工智能等技术不断发展的过程中，电力企业也从自动化发展到智慧化，从人工决策发展到机器决策，满足了现代社会发展需求。在配网智慧化建设过程中，如何使发电设备运行管理更加有效、安全、可控，如何使发电设备巡检质量得到提高，并且降低员工工作强度，为经营管理者提供生产设备检修预测、状态评估与决策规划的可靠根据，是现在需要解决的问题。

关键词：调控一体化电力大数据;电力调度机器人设计

引言

时代的进步，科技的发展加速我国各行业的发展进程，同时对于基础能源的需求也是越来越大。随着人工智能的发展，智能调控的概念逐渐发展并成熟，在此背景下，电网调控应具有自愈、交互、优化、预测、协同和安全等特征。而电网调控是电网中重要一环节，对于电力系统安全稳定运行至关重要。目前，特高压交直流混联系统逐渐形成，人工调度任务烦琐、压力大，而电力调控机器人能够应用面向大电网的实时调控运行人工智能技术，对电网实现实时感知、故障分析、风险评估和立体展示等，还可协助人工调度开展倒闸操作、异常报警、发电计划调整和电力业务信息统计等工作，具有较高的实用价值。

1机器人结构设计

电力调度机器人主要包括地面控制站、调度机器人本体和能源在线补给装置。机器人本体通过一个调度作业箱体和两个滑轮机构构成，滑轮机构能够使机器人行走在架空地线中，在滑轮结构中设置两对抓爪，在穿越障碍物的时候都是根据此抓爪实现。机器人箱体中包括PLC控制器、高速球摄像头、电机驱动器、4G视频模块。高速球摄像头能够实现高压输电线、绝缘体、基塔、金具的成像，利用微波图像传输系统在地面控制平台中传输，操作人员能够实时观看，并且对备案保存。机器人还能够360°旋转，从而对目标进行跟踪。地面控制站能够远程控制机器人，机器人的高速球形摄像机所拍摄输电设施图片能够在地面工作站中实时传输，方便处理和存储，在出现意外时能够利用地面工作站向工作人员发送信息。

2机器视觉智能算法

机器人技术及其应用已经成为科学技术和工业发展的必经之路，具有重要的战略意义。机器视觉是自动获得目标图像，分析处理图像特征，分析结果，获得目标知识并做出决定的系统，运动目标测试技术是机器视觉系统的功能之一，这是序列化图像变化区域检查和从背景图像中提取运动目标的过程。机器视觉的研究的目的，主要是在图像排列中，与相机运动的目标相比，提供后续目标提取和追踪具有说服力的数据源，机器视觉算法是一般以特定的应用场景为对象，目前还没有适用于任何情况的通用算法。也就是说，所有的机器视觉算法都有自己的适用范围。

3实时预警分析模块

实时预警功能是建立在调控端海量的数据信息有机结合、大数据变成熟数据的基础上，在事故发生之前，将采集到的各类设备运行数据进行动态模拟，引用调度员在线安全分析结果，并根据结果进行预警的功能。该功能可对异常越限等非正常运行信息进行全时态线性发展预演，对可能引起电网不满足安全稳定校核的，调控机器人可在第一时刻提醒调控人员采取相应的措施或启动应急预案等相关措施进行控制，保证电网的稳定运行。

4大数据技术与UPIoT的无缝结合

UPIoT中的各种智能电力终端设备既是数据的“生产者”，又是数据的“消费者”。凭借大数据技术与云计算、人工智能深度学习的交叉融合，可以使上述提到的问题得到妥善解决。一方面，设备终端传感器产生的数据区块除了和大数据库直接相连，数据区块之间同样有信息交互，实现了数据的备份，规避了中心数据库出现故障时对整个网络造成重大影响。另一方面，每个数据区块具有自主性，并且这些终端节点中存储有完整的数据链，再结合其底层计算能力，可分担原来发送给大数据存储中心节点的某些服务请求任务，如模糊处理和云计算，在很大程度上缓解了中心数据库的算力与存储负荷。最后，UPIoT数据库对每个数据区块的数据存储进行加密处理，每个数据区块都具有唯一的身份地址，这样使数据共享时的安全性得到了很大提升。并且大数据中心还建立了数据生产者到消费者之间的映射关系，可以实现智能设备端与消费者之间的实时双向追溯验证，有助于打破数据壁垒，使政务服务平台与企业应用信息横向联通、数据共享，提升多方协同合作的能力。

5智能运行评估

调度监控与调度计划、实时调度、调度自动化、设备监控、设备运维、通信等专业都有业务交集，业务流程链条长，故在调控运行时会受到多种因素的影响。电力调控机器人可实现对这些因素进行综合性的分析评估，通过评估结果，给调控人员一个直观的建议结果，辅助调控人员及时采取控制措施，从而提升精益化运行水平，更好地适应新运行体系下调控业务开展。同时，电力调控机器人的评估体系还可达到督促设备操作、异常、缺陷闭环管理的目的。

6无线充电技术

电力调度机器人通常采用接触式方式进行充电，该充电方式对充电接口质量、机器人导航能力要求较高，需要建造单独的充电室。调度机器人目前配置电池的充电时间为8h，满电状态下只能连续工作6h。在500kV变电站，调度机器人对全站设备完成1次巡检需要3天，满足不了实际要求。应用于机器人领域的中功率无线充电技术为电磁感应式，利用初级线圈和次级线圈在空气中的耦合进行能量传输，充电功率为50-1000W。机器人无线充电装置由发射端和接收端两大部分组成，发射端位于充电基座内，接收端安装在机器人底部，充电基座埋设于机器人巡检道路下。当系统检测到调度机器人电量不足时，就近选择无线充电基座，当机器人靠近充电基座时，开启充电模式，充电完成后继续开展调度作业。

结语

大数据与调控一体化的整合应通过对电力调度机器人的设计，可以减轻传统人工调度的压力，提高调控一体化的操作智能化水平，实现用。

参考文献：

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[2]张晓华，冯长有，王永明，等.电网调控机器人设计思路[J].电力系统自动化，2019，43（13）：18.

[3]张海龙，鲁守銀，刘延兴，等.虚拟现实技术在电力机器人中的研究与应用[J].信息技术与信息化，2008（3）：112-114.

（国网北京市电力公司，北京 100031）