[发明专利]一种基于移动机器人的全自动变电站倒闸操作顺序控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于移动机器人的全自动变电站倒闸操作顺序控制方法，属于变电站自动化控制领域。

背景技术

在超高压变电站中，电气设备由一种状态转换到另一种状态或改变电力系统的运行方式时，需要进行一系列的操作，称为电气设备的倒闸操作。在常规变电站中，倒闸操作需要运行人员就地操作，这种模式劳动强度大，操作时间长，已经逐步被淘汰。随着数字化变电站的发展，倒闸操作已经向远程自动化操作方向改进，但仍需运行人员参与每一项操作并由现场人员人工确认操作是否准确完成，这种模式虽然减轻了运行人员的劳动强度，缩短了操作时间，但对现场人员的主观判断依赖较大，受现场人员知识、经验等条件约束，容易出现误判，特别是遇恶劣天气，现场条件比较危险，更加影响倒闸操作的顺利进行。

为解决上述问题，国内外许多机构都对此进行了深入的研究，主要的研究成果包括：

1、国家知识产权局与2005年12月14日公告的专利号200410024231.2，名称为“变配电设备智能自动巡检机器人”的专利中提出了一个采用机器人自动巡检变电设备运行状况的技术方案，该发明主要实现对变电站内设备温度等信息的自动采集。

2、国家知识产权局与2011年5月18日公告的专利号201110002034.0，名称为“具备可视化和交互性的变电站顺控系统”的专利中提出将“智能视频系统”接入顺序化控制系统代替原来的人工确认。

上述研究都取得了一定程度上的有益效果，但仍存在如下问题：

1、“变配电设备智能自动巡检机器人”无法实现倒闸操作后设备状态的自动识别，无法与变电站顺序控制平台交互，也无法实现倒闸操作顺控过程。

2、“具备可视化和交互性的变电站顺控系统”也无法实现倒闸操作后设备状态的自动识别，并且其使用的“智能视频系统”，需在变电站所有设备位置安装图像采集设备，系统复杂，投资巨大。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述现有技术的不足，提供一种基于移动机器人的全自动变电站倒闸操作顺序控制方法，它系统构成简单、灵活、且投资较小，能满足全天候工作需求。本发明基于现有的移动机器人，通过IEC61850协议与变电站顺序控制平台交互，利用最优路径规划算法、图像分析、模式识别算法实现变电站倒闸操作后的设备状态的自动检测，并将识别结果通过IEC61850协议发送给变电站顺序控制平台，实现倒闸操作后设备状态的自动校合，并驱动倒闸操作的自动、顺利执行，真正实现变电站倒闸操作的一键式顺序控制。

为实现上述目的，本发明的具体步骤如下：

1、变电站顺序控制平台执行倒闸操作，同时通过IEC61850协议向移动机器人后台发送设备检测命令；

2、移动机器人后台接收到变电站顺控平台发送的设备检测命令后，通过安装在变电站主控楼上方和移动机器人本体上的一对无线网桥，向移动机器人下发设备检测命令；

3、移动机器人接收到设备检测命令后，自动计算本身的位置和姿态，计算待检测设备所处的RFID点，并根据最优路径规划算法计算最优路径，并沿最优路径向目标RFID点运行，移动机器人到达目标点后，调用已经提前设置好并存储在数据库中的云台预置位，采集相关设备可见光和红外图像，并通过无线网桥上传到移动机器人后台；

4、移动机器人后台接收到移动机器人采集的可见光和红外图像后，利用图像分析算法对获取的可见光和红外图像进行分析，实现对变电站断路器、隔离开关等设备状态自动识别，并将识别结果通过IEC61850协议上报变电站顺序控制平台。

5、变电站顺序控制平台接收到移动机器人后台上报的设备状态后，根据此状态驱动倒闸操作的继续执行，自动实现变电站倒闸操作顺序控制过程。

所述变电站顺序控制平台为变电站现有综合自动化控制系统或变电站信息一体化平台。

所述移动机器人集成可见光、红外传感器，实现基于磁信号和RFID技术的自主导航和准确定位，具备自主充电、无线传输功能，并安装有雨刷、辅助光源等辅助设备。其主要有以下部分构成：安装有驱动器、电源和控制计算机的机器人本体，与机器人本体相连的磁传感器和RFID传感器，安装在机器人本体上方的云台，安装在云台上方的可将光摄像机、红外摄像机、雨刷和辅助光源。

所述移动机器人后台为运行有移动机器人控制后台程序，通过网络与变电站顺控平台相连的计算机。