一种变电站运维智能作业指挥方法及系统与流程

本发明涉及变电站运维领域，尤其涉及一种变电站运维智能作业指挥方法及系统。

背景技术

变电站是电力系统中电能传输与转换的枢纽，变电设备的安全可靠是整个电力系统安全稳定运行的基础，长期以来国内外电网公司均投入大量的人力、物力资源开展站内设备的运维巡检作业。早期的站内设备运维巡检作业主要采用人工定期巡检方式，随着电网规模的不断扩大及用户对电网运行稳定性要求的不断提高，现有人工定检方式由于劳动强度大，巡检质量分散，巡检效率低及容易受恶劣天气条件干扰等，难以满足当前电网安全稳定运行的需求。

近年来，随着机器人技术的飞速发展，工业机器人已广泛应用于各个领域的工业现场。电力机器人作为其中一类典型的特种机器人，在发、输、变、配、用等电力系统各环节也得到了广泛应用。特别是变电站机器人巡检系统，在实用化、工具化方面得到了长足发展，已在多个电压等级、多个区域的变电站正式“上岗”，取得了良好的效果，但各应用场景的智能作业设备化应用逐年成倍增长，这些智能作业设备应用之间彼此孤立、形成了信息孤岛，难以互联，更难以有效资源利用。与此同时，当前电力机器人对传统人工工作的替代是局部的工作、单一的项目，无法实现对人工作业的系统替代，因此即便引入和发展机器人作业，人工作业仍将长时间存在。由于缺乏对智能作业和人工作业的科学、敏捷的协同决策，目前的人工作业不因机器人作业而降低工作量。

未来电网用智能作业设备终端的数量将变得十分庞大，且智能作业设备系统种类繁多，最终导致电网企业不易对智能作业设备终端进行管控。因此，针对以上问题，本发明提供一种基于策略和计划管控的变电站运维智能作业指挥方法及系统，使其与设备状态监测及生产运维业务实现闭环管控，具备较广泛的推广应用价值。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种实现智能作业终端和人工作业协同工作的变电站运维智能作业指挥方法及系统，

为了解决上述技术问题，本发明提供一种变电站运维智能作业指挥方法，包括如下步骤：

步骤s1、获取所述变电站设备状态数据；

步骤s2、根据所述状态数据对所述变电站设备进行风险评估，生成风险评估数据；

步骤s3、根据各设备基础信息、所述风险评估数据以及相关运维规程设定的策略规则，自动生成单体设备运维策略；

步骤s4、判断所述变电站是否具备智能作业终端，如果不具备，则执行步骤s5，否则执行步骤s6；

步骤s5、根据所述单体设备运维策略生成传统人巡生产计划，运维班组执行所述传统人巡生产计划；

步骤s6、根据所述单体设备运维策略生成人机协同策略，并根据所述人机协同策略生成人机协同计划，运维班组和智能作业终端执行所述人机协同计划。

其中，所述设备状态数据包括：智能作业终端运维数据、在线状态数据、调度自动化系统数据、生产管理系统数据。

其中，所述单体设备运维策略至少能分离出人巡策略和机巡策略。

其中，所述步骤s6具体包括：

将所述单体设备运维策略分离为机巡策略和人巡策略，根据所述人巡策略生成人巡生产计划，所述运维班组执行所述人巡生产计划，根据所述机巡策略生成智能作业生产计划，智能作业终端执行所述智能作业生产计划。

其中，所述步骤s6中将所述单体设备运维策略分离为机巡策略和人巡策略包括：

根据变电站所述智能作业终端的作业能力，从所述单体设备运维策略中分离出机巡策略和人巡策略，对所述机巡策略加机巡策略标识，并根据所述智能作业终端的作业能力调整智能生产作业运维策略周期。

其中，所述根据所述人巡策略生成人巡生产计划，所述运维班组执行所述人巡生产计划具体包括：

根据所述人巡策略生成人巡生产计划；

获取所述人巡生产计划的生产计划编号和状态信息；

运维班组执行所述人巡生产计划。

其中，所述步骤s6根据所述机巡策略生成智能作业生产计划，智能作业终端执行所述智能生产作业计划具体包括：

实时监测并判断所述智能作业终端的工作状态，若工作状态正常，则将所述智能作业生产计划转换为智能作业终端作业任务；控制所述智能作业终端执行所述作业任务，并实时反馈、记录所述智能作业终端的工作记录；

若工作状态异常，则判断所述智能作业终端不能正常工作的时间周期，在所述智能作业终端不能正常工作的时间周期内，执行所述人巡生产计划。

其中，在所述智能作业终端不能正常工作的时间周期内，则执行所述人巡生产计划具体包括：

根据最新的人巡策略生成人巡生产计划，

将所述人巡生产计划与在途生产计划相对比，若有新增工作计划，则获取所述新增工作计划的生产计划编号和工作状态，运维班组执行所述新增工作计划；

若有新增工作内容或工作时间调整，则根据生产计划自动调整单调整生产计划，运维班组执行所述调整后的生产计划。

本发明还提供一种基于策略和计划管控的变电站运维智能作业指挥系统，包括：

数据中心，用于存储所述指挥系统的相关数据；

智能作业终端，用于采集变电站设备状态数据，并将所述设备状态数据上传至数据中心；

状态评价风险评估中心，用于对所述变电站的变电设备进行风险评估，并生成风险评估数据；

人机协同运维策略中心，用于根据变电站设备基础信息、所述风险评估数据以及相关运维规程设定的策略规则，自动生成单体设备运维策略；还用于当所述指挥系统具备智能作业终端时，将所述单体设备运维策略分离为人巡策略和机巡策略；

人机协同生产计划中心，用于根据人机协同运维策略中心发出的单体设备运维策略生成传统人巡计划或生成人机协同作业的生产计划。

其中，还包括：

生产管理系统接口模块，用于所述指挥系统和各生产管理系统进行信息交互；

调度自动化系统接口模块，用于所述指挥系统和各调度自动化系统进行信息交互；

数据分析诊断中心，用于对数据中心的数据进行分析形成缺陷单和作业表单，并将所述缺陷单和作业表单反馈数据中心并上传生产管理系统；

智能作业任务管理中心，用于将智能作业生产计划转换为智能作业终端的机巡任务和状态检测系统采样周期，还用于自动完成相关作业表单填报和生产计划闭环数据填报，并将结果反馈给所述动态生产计划中心；

智能作业终端管理中心，用于智能作业终端和状态检测系统的台帐管理、建模、状态管理和缺陷管理；

动态作业指挥驾驶舱，用于展示预警信息，并对所有预警信息从策略制定对现场执行做全面管控。

本发明实施例的有益效果在于：本发明能够推进智能巡检、状态评价、运维策略、生产计划、作业表单、缺陷管理等各业务的实时动态闭环，通过该方法及系统，可以在生产管理系统中监控所有运维策略的有效执行，查阅所有作业过程及作业结果的记录，实现基于策略和计划管控的机器人/无人机智能作业，将智能作业同人工作业有机协同，通过决策支持系统精准安排智能作业和人工作业，逐步实现变电站设备运维工作智能化，并根据智能作业装备的可用情况和增量部署，快速调整人工作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种变电站运维智能作业指挥方法流程示意图。

图2是本发明实施例一种变电站运维智能作业指挥系统的结构框图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示，本发明实施例一提供一种变电站运维智能作业指挥方法，包括如下步骤：

步骤s1、获取所述变电站设备状态数据。

其中，该设备状态数据包括：智能作业终端运维数据、在线状态数据、调度自动化系统数据、生产管理系统数据。

步骤s2、根据所述状态数据对所述变电站设备进行风险评估，生成风险评估数据。

其中，对变电站设备进行风险评估包括对变电设备整体、部件及性能进行定期健康评估，并对风险值或重要度进行评估，为生成人机协同运维策略提供所需参量。

步骤s3、根据各设备基础信息、所述风险评估数据以及相关运维规程设定的策略规则，自动生成单体设备运维策略。

其中，该单体设备运维策略的颗粒度需至少能分离出人巡策略和机巡策略。

步骤s4、判断所述变电站是否具备智能作业终端，如果不具备，则执行步骤s5，否则执行步骤s6；

步骤s5、根据所述单体设备运维策略生成传统人巡生产计划，运维班组执行所述传统人巡生产计划；

步骤s6、根据所述单体设备运维策略生成人机协同策略，并根据所述人机协同策略生成人机协同计划，运维班组和智能作业终端执行所述人机协同计划。

具体地，将所述单体设备运维策略分离为机巡策略和人巡策略，根据所述人巡策略生成人巡生产计划，所述运维班组执行所述人巡生产计划，根据所述机巡策略生成智能作业生产计划，智能作业终端执行所述智能作业生产计划。

具体地，根据变电站所述智能作业终端的作业能力，从所述单体设备运维策略中分离出机巡策略和人巡策略，对所述机巡策略加机巡策略标识，并根据所述智能作业终端的作业能力调整智能生产作业运维策略周期。

具体地，所述根据所述人巡策略生成人巡生产计划，所述运维班组执行所述人巡生产计划具体包括：

根据所述人巡策略生成人巡生产计划；

获取所述人巡生产计划的生产计划编号和状态信息；

运维班组执行所述人巡生产计划。

具体地，所述步骤s6根据所述机巡策略生成智能作业生产计划，智能作业终端执行所述智能生产作业计划具体包括：

实时监测并判断所述智能作业终端的工作状态，若工作状态正常，则将所述智能作业生产计划转换为智能作业终端作业任务；控制所述智能作业终端执行所述作业任务，并实时反馈、记录所述智能作业终端的工作记录；

若工作状态异常，则判断所述智能作业终端不能正常工作的时间周期，在所述智能作业终端不能正常工作的时间周期内，执行所述人巡生产计划。

具体地，在所述智能作业终端不能正常工作的时间周期内，则执行所述人巡生产计划具体包括：

根据最新的人巡策略生成人巡生产计划，

将所述人巡生产计划与在途生产计划相对比，若有新增工作计划，则获取所述新增工作计划的生产计划编号和工作状态，运维班组执行所述新增工作计划；

若有新增工作内容或工作时间调整，则根据生产计划自动调整单调整生产计划，运维班组执行所述调整后的生产计划。

基于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种变电站运维智能作业指挥系统，如图2所示，该系统包括：

数据中心21，用于存储所述指挥系统的相关数据；

其中，数据中心21用于存储变电站运维智能作业指挥系统相关数据供各中心调用，分实时数据库、关系数据库和非结构化数据库，包含机器人或无人机运维数据，在线状态数据，调度自动化系统数据、生产管理系统数据、气象数据、雷电定位系统数据等。

智能作业终端22，用于采集变电站设备状态数据，并将所述设备状态数据上传至数据中心；

其中智能作业终端22包括变电站运维机器人或无人机、变电站机器人或无人机后台系统及状态检测前置系统；

其中，变电站运维机器人或无人机，用于采集变电站运维基础信息，含图片、视频、图谱等，配置高清摄像头以及红外、紫外等传感器，具备自检、避障、导航等基本功能，可实现对日常人工运维的部分或全部替代。其动态接收变电站机器人后台系统的任务指令，并将采集到的原始数据实时上传到变电站机器人后台系统；

变电站机器人或无人机后台系统，用于对变电站运维机器人或无人机进行控制、原始数据接收、变电站设备建模，以及识别智能作业任务管理中心下达的作业任务、读取数据中心的操作票、工作票、负荷数据、缺陷数据、台帐数据等，并将机器人或无人机作业数据上传至数据中心，定期向主站对时并向变电站运维机器人对时。根据采购的变电站机器人或无人机后台系统不同，可以包含数据分析模块，当包含数据分析模块的时候，需将分析结果同步上传数据中心。

状态检测前置系统，用于采集所述变电站内在线状态数据，并将所述状态数据上传至所述数据中心；

具体地，状态检测系统还用于接收智能作业任务管理中心下达的采样周期设定并分发给在线监测终端；定期向主站对时并向在线监测终端对时。

状态评价风险评估中心23，用于对所述变电站的变电设备进行风险评估，并生成风险评估结果数据；

具体地，状态评价风险评估中心23用于对变电设备整体、部件及性能进行健康评估，并对风险值和重要度进行评估，为人机协同运维策略中心24提供策略生成所需参量。

人机协同运维策略中心24，用于根据变电站设备基础信息、所述风险评估结果数据以及相关运维规程设定的策略规则，自动生成单体设备运维策略；还用于当所述指挥系统具备智能作业终端时，将所述单体设备运维策略分离为人巡策略和机巡策略；

具体地，人机协同运维策略中心24用于生成人机协同作业的运维策略，首先根据运维要求和设备状态检测风险评估给出的数据自动生成单体设备运维策略；然后根据该变电站是否具备机器人、状态监测装置等智能作业终端，分离智能作业运维策略，调整运维策略周期，进一步生成人机协同运维运维策略，并发送动态生产计划中心。当智能作业终端自检异常时，动态运维策略中心将人机协同运维策略实时转换为传统运维策略。当收到状态评价风险评估中心直接转发缺陷单时，则检验缺陷设备当前执行智能作业运维策略周期，根据缺陷等级动态调整智能作业运维策略，在本实施例中，一般缺陷为24小时特殊运维一次，重要或重大缺陷8小时特殊运维一次，紧急缺陷1小时特殊运维一次，特殊运维需同原智能作业运维周期合并执行；

人机协同生产计划中心25，用于根据人机协同运维策略中心24发出的运维策略生成传统人巡计划或生成人机协同作业的生产计划。

具体地，人机协同生产计划中心25，用于生成人机协同作业的生产计划，根据动态运维策略中心发出的动态运维策略，并结合机器人和在线监测装置等智能终端状态进行生产计划动态调整，同时接受智能作业任务管理中心上传的任务执行情况，同步作业表单等数据到生产管理系统闭环智能作业生产计划；生成的生产计划发送到生产管理系统，人工运维生产计划由传统方式派工执行，智能作业生产计划同步下达给智能作业任务管理中心，机器人或在线监测装置等智能终端执行完毕后，智能作业任务管理中心自动完成相关作业表单填报和生产计划闭环数据填报，动态生产计划中心通过生产管理系统接口模块发送生产计划执行内容到生产管理系统。

在一具体实施方式中，所述指挥系统还包括

生产管理系统接口模块，用于所述指挥系统和各生产管理系统进行信息交互；

调度自动化系统接口模块，用于所述指挥系统和各调度自动化系统进行信息交互；

数据分析诊断中心，用于对数据中心实施更新数据进行分析形成缺陷单和作业表单，反馈回数据中心同步上传生产管理系统；

智能作业任务管理中心，用于将智能作业生产计划转换为智能作业终端的机巡任务和状态检测系统采样周期，还用于自动完成相关作业表单填报和生产计划闭环数据填报，并将结果反馈给所述动态生产计划中心；

智能作业终端管理中心，用于智能作业终端和状态检测系统的台帐管理、建模、状态管理和缺陷管理；

动态作业指挥驾驶舱，用于展示预警信息，并对所有预警信息从策略制定对现场执行做全面管控。

以下举例说明上述指挥系统和指挥方法。

步骤1、数据中心实时获取在线状态数据、调度自动化系统数据、生产管理系统数据；

步骤2、状态评价风险评估中心读取数据中心的上述数据，对变电设备整体、部件及性能进行定期健康度评估，并对风险值或重要度进行评估，为人机协同运维策略中心提供策略生成所需参量。

步骤3、人机协同运维策略中心根据设备基础信息以及状态评价风险评估中心输出的健康度、重要度、风险评估情况，依据相关运维规程设定策略规则，自动生成原始单体设备运维策略，该单体设备运维策略的颗粒度需至少能分离出人工作业和智能作业；

步骤4、当变电站具备机器人、状态监测装置等智能作业终端，则人机协同运维策略中心根据变电站具备的机器人、状态监测装置等智能作业终端作业能力，从单体设备运维策略分离出智能作业运维策略，并加机巡策略标识，根据智能作业终端作业能力调整智能作业运维策略周期，一般周期缩短为1至2天，分离后的单体设备运维策略包含带机巡策略标识的机巡策略和不带标识的人巡策略；

步骤5、人机协同生产计划中心根据最新人巡策略自动生成传统生产计划；

步骤6、人机协同生产计划中心将处理后人巡计划发送到生产管理系统中，进入计划接收流程，并通过生产管理系统接口模块读取生产管理系统生产计划编号、状态等信息；

步骤7、巡维专业班组执行完人巡计划，在生产管理系统闭环完成，所有作业过程可以通过移动作业终端完成同生产管理系统的交互，生产管理系统接口模块实时反馈生产计划执行状态和作业表单等作业记录到数据中心；

步骤8、若对应变电设备有机巡策略，则人机协同生产计划中心根据最新机巡策略生成智能作业生产计划，否则结束，与人工作业生产指挥处理方法一致；工作成员对应为相应编号的机器人，工作对象转换为响应运维路径，所生成生产计划附带空白作业表单等生产计划全要素信息；

步骤9、人机协同生产计划中心将机巡计划发送到智能作业任务管理中心，同时发送到生产管理系统中同步备案，生产管理系统计划状态直接为已发布；

步骤10、智能作业任务管理中心实时监测机器人状态，若状态正常则将当日机巡生产计划转换为机器人作业任务下发给变电站机器人后台系统，并向人机协同生产计划中心发送派工信息，人机协同生产计划中心通过生产管理系统接口模块实时反馈生产计划派工信息到生产管理系统；若状态不正常则反馈状态异常信息到人机协同生产计划中心；

步骤11、变电站机器人后台系统控制变电站运维机器人执行，并将作业记录实时反馈回人机协同生产计划中心，人机协同生产计划中心通过生产管理系统接口模块实时反馈生产计划执行信息到生产管理系统，并将数据记录到数据中心；

步骤12、数据中心收到增量数据以后，推送数据到数据分析诊断中心，对数据进行分析自动生成作业表单、缺陷单、缺陷跟踪单、消缺验收单，反馈回数据中心并同步上传生产管理系统，根据数据类型分别进入表计识别模块、典型缺陷图像识别模块、量测/试验信息阈值分析模块、量测/试验信息趋势分析模块、量测/试验信息复合分析模块、红外图谱分析模块、就地/远端信号一致性分析模块等进行分析诊断；

步骤13、人机协同生产计划中心收到智能作业任务管理中心的变电站运维机器人状态不正常的状态异常信息后，进行机器人无法作业持续时间判断，机器人无法作业持续时间为1天或等于一个运维周期，则人机协调生产计划中心读取人机协同运维策略中心生成的单体设备运维策略，在下一个运维周期内重复步骤5，所述下一个运维周期指从变电站运维机器人最后一次正常作业日后一个运维周期的时间，该周期可为运维策略最小周期，也可人工设置默认值，一般人工设置默认值建议为一周，最短可设置为一天；

步骤14、人机协调生产计划中心读取数据中心中已发至生产管理系统的在途生产计划，跟步骤13中重新生成的生产计划做对比，根据对比结果进入步骤15或步骤16；

步骤15、若在步骤13生成的生产计划有同在途生产计划不重复的新增工作计划，则直接重复步骤6和步骤7；

步骤16，若在步骤15生成的生产计划中同在途生产计划相比有新增工作内容或时间调整，则通过生产管理系统接口模块发送生产计划自动调整单至生产管理系统进行计划调整，调整后重复步骤7；

根据上述步骤，若一个运维周期的时间内机器人可以正常作业，则在下一个运维周期不再生成人工运维生产计划，若其机器人无法作业时间达到一个周期，则循环执行步骤13-16。

智能作业指挥驾驶舱读取数据中心数据，实时展示监控人工作业、智能作业的作业情况以及发现的缺陷、设备状态的变化、设备的运行情况，监控设备运维策略的执行情况，生产计划的到期、超期情况等生产运维管理的相关内容。

本发明能够推进智能巡检、状态评价、运维策略、生产计划、作业表单、缺陷管理等各业务的实时动态闭环。通过该方法及系统，可以在生产管理系统中监控所有运维策略的有效执行，查阅所有作业过程及作业结果的记录，实现基于策略和计划管控的机器人/无人机智能作业，将智能作业同人工作业有机协同，通过决策支持系统精准安排智能作业和人工作业，逐步实现变电站设备运维工作智能化，并根据智能作业装备的可用情况和增量部署，快速调整人工作业。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。