新型智能巡检系统解决方案:助力电力行业迈向智能化运维新时代
2025/03/25

在当前电力巡检管理工作中,依然沿用传统的以人为主的模式,随着电力行业的飞速发展,传统电力人工巡检方式已逐渐难以满足日益增长的电力运维需求。在这样的大背景下,新型电力智能巡检系统应运而生,它就像电力领域的一位智慧守护者,为电力系统的稳定运行保驾护航。

一.新型电力智能巡检系统建设背景

(一)传统人工巡检,效率不高

1)运维工作量大

日益增长的厂站数量以及不断提升的精益化管理要求,给运维提出了新的挑战,一线运维人员面临着工作负荷大、时间长的问题。

2)人工巡检不确定性高

设备分布广泛,巡检点位多,巡检人员数量有限,难以做到对所有区域实时监控,不能第一时间察觉隐患,同时由于人工疏忽、遗漏等问题,导致巡检结果存在很大的不确定性。

3)设备状态感知不足

厂站分散、无人值守,仅靠人工巡检在设备巡检精细化、状态掌握实时化等方面无法满足现阶段电网设备安全稳定运行要求。

4)人工数据缺乏积累

巡检记录大多采用纸质记录,记录内容简单且不够规范,数据缺少持续积累,更谈不上数据回溯和后期的大数据分析。

(二)传统轮式机器人巡检系统仍存在不足

1)巡检点位未完全覆盖

电力设备多分布在复杂的室内外环境中,由于成本、安装位置受限等原因,固定摄像机难以覆盖所有巡检点位,同时,传统的轮式机器人无法在复杂的厂站环境中自由行动,姿态调节能力弱,巡检的空间和范围相对受限。因此,传统机器人+摄像头方案难以完成所有点位巡检任务。

2)系统整体可靠性水平有待提升    

传统轮式巡检机器人存在避障能力不足、通过性差等方面问题,故障率高;

无人机遇大风天气无法执行任务,且偶现失联、炸机等情况;

随着大量传感器的接入,对系统性能也提出了挑战。

3)拓展性差

传统轮式机器人或者轨道机器人等,拓展性略差,不便通过集成机械臂以及其他外接设备来实现一些自动化操作,如操作紧急分闸按钮。

4)不同系统间数据仍未实现互通

系统大多以项目独立构建,开放性比较低,相对封闭,传感器厂家型号各异、型号不通、整合困难,形成多个烟囱式的应用系统,以及多个数据孤岛。

面对上述电力厂站运维痛点以及现有智能巡检系统存在的问题,亟需打造新型电力智能巡检系统,将智能巡检机器人、高清视频、红外监测以及多种前端智能感知设备有效整合,同时对接状态监测装置、辅助设备集中监控系统、生产管理系统等系统,实现厂站巡检的远程化、智能化、自动化。

二.新型电力智能巡检系统建设价值

综合运用数字孪生、人工智能等多种技术手段,达到多设备统一接入、三维可视化,实现对厂站的全时、全维、全景覆盖,实现智能巡检、识别分析、主动预警以及远程调阅,替代运维人员开展设备巡检、主动预警、缺陷跟踪、一键顺控确认以及现场安全监督管控,全面支撑智能运检业务,助力运检业务纵向联动指挥、横向协同作业、数据智能感知、过程风险预控,建立人物互联、物物相连的电力智能生产生态体系,让运检工作轻松实现智能化与精细化。

通过智能控制系统实现运维、检修等作业智能规划与自主导航,自动分析与预警、自动输出报表等功能,能够减少人员到现场巡检次数,提高运行人员工作效率,提升巡检质量,有效降低运检人员的工作强度,提高员工感知。

通过对厂站设备运行状态进行联合智能巡检,能够及时发现设备运行隐患及故障,采取及时有效的检修,保证厂站设备的安全稳定运行。    

通过日常巡检和测试中采集的大量的设备运行数据,进行大数据分析,从而对设备存在的运行风险进行超前预警、主动运维,从而实现智能决策的“数据智能驱动”设备运维新模式。

三.新型电力巡检系统架构

四.功能全景图

五.核心功能介绍

(一)统一数据接入

统一数据接入模块包括协议管理、规则引擎等模块,可实现不同协议、不同格式的报文数据快速适配,实现各系统之间数据互通,操作使用简单,只需选择协议、编辑规则即可实现数据接入。

(二)巡检点位管理

设备结构管理:支持多级管理,默认基于电力5级结构的设备层级(场地、间隔、设备、部件、点位);

点位编辑:编辑巡检点位的业务属性,包括点位需要检测的类型(表计/缺陷/测温等)以及告警阈值等;

绑定视频预置位:将巡检点位与摄像头的预置位进行绑定,以设置需要由摄像头来观测的点位;

同步机器人点位:通过在线或离线同步的方式,将机器人端采集到的点位按照规范同步进入到巡检系统中。

(三)巡检任务管理

对厂站巡检任务进行全生命周期管理与调度;

支持常规巡检以及专项巡检;

可以配置巡检点位以及检修区域,执行巡检时会自动绕过检修区域;

支持人工干预任务执行进展;

(四)智能识别

内置多种识别算法,目前电力行业主要覆盖以下常用算法:

30类设备缺陷识别算法,如外壳破损、绝缘子破裂等;

15类设备状态识别算法,如压板、开关等;

9大类表计读数算法,如压力表、油位计等;

7类作业管控识别算法,如未穿工装、未带安全帽等;

4类环境安全识别算法,如小动物入侵、火灾延误等。    

(五)巡检监控

实时巡检:展示当前正在执行的巡检任务,可看到巡检路线、实时巡检画面,了解实时巡检结果以及告警信息;

异常告警:对于任务执行过程中产生的缺陷或异常,进行实时多形式的告警;

设备操控:可以远程调用机器人以及站内摄像头,实现可见光、红外视频监控,支持录屏、拍照、焦距缩放功能。在手动模式下,支持人工操纵机器人到达某一定点,并对该定点进行监测。

(六)巡检结果

告警信息确认:展示完整的告警信息,支持对告警进行确认或者修订告警内容;

巡检结果审核:巡检结束后,用户可对每次的巡检结果进行校验核对;

巡检报告管理:巡检结果审核完成后,系统自动生成巡检报告,支持以“表单+图片”的形式导出为离线报告。

(七)数据分析

历史数据曲线:通过历史巡检数据曲线调取,跟踪设备运行态势,进行设备状态评估与预测。

数据对比分析:非同源巡检结果差值超过一定阈值范围、不同相别巡检结果差值超过一定阈值范围、同一点位不同时间的巡检结果趋势变化超过一定阈值范围或出现明显异常、机器人任务连续几次表计巡检结果不变化等情况时系统自动推送告警。    

六.系统优势与亮点

1)传感器及其他业务系统的快速统一对接,打通数据孤岛;

2)足式机器人良好的通过性以及姿态调整能力,结合与站内摄像头、无人机等设备联动,实现巡检点位全覆盖;

3)支持测温数据、视频数据、音频数据、环境信息融合展示,使用户更全面细致地掌握现场运维情况;

4)海量数据积累,同时融合业务知识&多模态,解决识别难题,提升识别效果;

5)支持增强业务直观性的数字孪生巡检,虚实联动;

6)发生突发事件,可远程操作机器人完成应急巡检和操作。

七.前景与展望

随着技术的持续革新,机器人的感知能力将愈发敏锐,能够捕捉到设备极其细微的异常变化,从而实现故障的超前预警。

智能巡检的应用范畴十分广泛,远不止于电力行业。下面针对部分适用行业和场景进行示例说明。

仓储物流领域,智能巡检机器人能够在仓库中快速穿梭,对货物存储状态、货架稳定性等进行检查,及时发现货物堆放不合理、货架损坏等问题,保障仓储安全与高效运转。

建筑施工行业,施工现场环境复杂,存在高空作业、危险区域等安全风险。智能巡检机器人能够深入施工现场,对建筑结构的稳定性、施工设备的运行情况以及安全防护措施的落实进行检查,及时发现安全隐患,降低施工事故的发生概率。

制造行业,以汽车制造为例,智能巡检机器人通过配备先进的振动传感器和红外热成像仪,能够在设备运行时,实时监测冲头、模具等部件的振动频率和温度变化。一旦振动频率出现异常波动,或者某个部件的温度超出正常阈值,机器人会立即将数据传输至后台管理系统,并通过声光报警通知维修人员。同时,利用图像识别技术,机器人还能对模具表面的细微裂纹进行检测,提前发现潜在的模具损坏风险,避免因模具故障导致的生产停滞和产品质量问题。在质量检测环节,机器人同样表现出色。智能巡检机器人通过高分辨率的摄像头和深度学习算法,能够快速、准确地对产品表面进行全方位扫描。它可以识别出产品表面微米级别的划痕、污渍、缺胶等瑕疵,以及零部件装配过程中的微小偏差。相比人工检测,机器人检测速度更快,且检测结果更加稳定、可靠,大大提高了产品的良品率和生产效率。