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1、变电站巡检机器人远程管控平台创新研究与应用2023年6月1国网新疆电力有限公司奎屯供电公司目录CONTENTS一、应用背景三、应用成果二、建设情况五、下一步工作计划及建议四、存在问题及措施应用背景01一、省级管控平台应用背景 (一)新疆公司机器人建设现状(一)新疆公司机器人建设现状 自2020年起,新疆公司全面推广变电站智能巡检机器人应用,已完成180台户外机器人建设投产,实现163座220千伏及以上变电站户外机器人巡视全覆盖,目前750千伏变电站建设覆盖率100%,220千伏变电站机器人建设覆盖率93.24%。截至2023年6月,新疆公司已完成省级机器人管控平台建设工作,并完成169台智能巡
2、检机器人接入工作,接入率93.89%,剩余11座变电站年内完成接入工作。4一、省级管控平台应用背景 (二)建设背景(二)建设背景 未建立远程管控平台前,智能巡视机器人部署在站端,巡视任务仅能在站端下达,设备的巡视报告、本体的运行信息只能在对应变电站调阅。针对无人值守变电站,无法有效发挥机器人巡视质效,信息孤岛问题日益突出。主要问题如下:1.1.本体运行状态难以掌控,本体运行状态难以掌控,部分机器人投产以后,由于本体、充电终端、云台等常出现故障导致机器人无法正常使用,值班员仅能结合现场巡视对机器人运行状态进行检查,机器人运行状态无法实时掌控。2.2.设备巡检信息调阅不便,设备巡检信息调阅不便,机
3、器人带电检测数据、表计抄录数值、设备外观照片等巡视信息无法有效传输,设备严重发热、油位压力过低等异常信息不能及时反馈运行人员,设备信息反馈时效性差。5一、省级管控平台应用背景 (二)建设背景(二)建设背景 3.3.机器人管控要求不统一,机器人管控要求不统一,由于各供电单位人员技能水平存在差异、各厂商机器人产品质量参差不齐,常出现机器人巡检点位不全、巡视站位不准、巡视频次不一致等情况,且缺乏对标手段,导致机器人管控力度不足,机器人巡视质量不高。4.4.机器人管理穿透力不够,机器人管理穿透力不够,因各变电站机器人均孤岛运行,各单位对机器人“在线率、识别率、出勤率、故障率”等信息无法进行集中统一评价
4、,对机器人管理缺乏智能手段,机器人配而不用、用无质效等问题突出。5.5.巡视质效不明显,巡视质效不明显,新疆地域广袤、设备运维半径大、人员疲于奔波,配备机器人后值班员仍需前往变电站进行机器人控制和巡视报告调阅,机器巡视未能有效替代人工例行巡视,人员巡视压力依然很大。6一、省级管控平台应用背景 为全面提升变电站智能巡检机器人巡视质效,提高机器人“在线率、识别率、出勤率、故障率”,强化机器人管理穿透力,2020年9月,新疆公司在省公司层面推广应用变电站巡检机器人远程管控平台,全面推进人工例行巡视机器替代进程。7建设情况02二、建设情况(一)(一)系统结构系统结构变电站巡检机器人远程管控系统主要分为
5、平台侧和站端侧两个部分。1.1.平台侧平台侧网络构架网络构架在新疆电科院部署省级机器人管控主站,通过IV区信息网络将各变电站机器人本体信息、巡检报告等信息传输至主站,实现省侧机器人信息远程调阅、实时监控。各地市单位运检部、运维中心、运维班通过IV区信息网络访问省级机器人主站,实现地市单位对机器人信息调阅、监控等功能。9主站系统网络构架图二、建设情况2.2.站端侧站端侧网络构架网络构架在机器人内部安装安全加密模块、在主站屏柜增加安全接入平台,机器人与主站之间通过无线AP进行通讯,形成数据安全通道,将机器人本体巡检信息传输至变电站站端IV区网络,实现机器人本体、可见光、云台、巡视数据等信息有效传输
6、。10二、建设情况(二二)平台优势平台优势-信息可视化信息可视化1.机器人本体信息可视化。站端机器人将本体电量情况、云台信息、本体故障信息实时上传至机器人远程管控平台,平台收集汇总机器人本体故障信息并自动弹窗报警,实现机器人本体各类信息实时在线监测。11二、建设情况(二二)平台优势平台优势-信息可视化信息可视化2.设备巡视信息可视化。实现设备温度、油位、压力、表计、可见光等数据实时监视,针对机器人巡视发现的异常,自动弹窗告警,做到设备巡视信息实时掌控,设备运行状态有效监控。12二、建设情况(二二)平台优势平台优势-信息可视化信息可视化3.应用质效可视化。实现各地市单位机器人巡视频次、巡视点位、
7、巡视任务、巡视报告等信息实时调阅、综合分析评价,全面掌握省公司管辖范围内变电站机器人运行、应用及巡视质效。13二、建设情况(三三)平台优势平台优势-系统功能智能化系统功能智能化1.巡视任务自动派发。通过输入远程控制指令,获得机器人控制权,实现机器人在省公司侧、地市公司侧、班组侧远程集中控制。设置巡视任务时间,实现巡视任务自动派发,定期巡视。14二、建设情况(三三)平台优势平台优势-系统功能智能化系统功能智能化2.巡视方案自主设定。结合全面、例行、熄灯、特殊巡视要求,机器人红外测温、表计数字、油位压力、设备外观等功能特点,自主设定设备巡视范围,细化明确设备巡视8类典型任务巡视要求,有效提升机器人
8、巡视针对性。15二、建设情况(三三)平台优势平台优势-系统功能智能化系统功能智能化3.多维度智能分析。通过各电压等变电站巡视点位数量、巡视任务数量、巡视频次、缺陷发现等情况,对机器人应用情况、巡视质效、本体状态等进行多维度智能分析,提升机器人管理水平。16二、建设情况(四四)平台优势平台优势-巡视管理标准化巡视管理标准化1.在省公司层面统一巡视标准。通过远程管控平台,不断优化设备巡视点位、方案及策略等内容,实现典型巡视方案统一、设备巡视标准统一、巡视点位配置统一,有效规范机器人巡视管理。17二、建设情况(四四)平台优势平台优势-巡视管理标准化巡视管理标准化2.规范巡视报告管理。通过各变电站机器
9、人巡视报告稽查,持续优化巡视报告内容及结构,规范巡视报告格式,做到巡视报告按月存储、归档,为人工例行巡视机器替代奠定基础。18二、建设情况(四四)平台优势平台优势-巡视管理精益化巡视管理精益化1.建立机器人应用红黑榜。结合机器人巡视频次、巡视发现缺陷数量、巡视点等信息,开展机器人应用质效评分,实时发布机器人应用红黑榜,及时掌握机器人应用情况,实现对机器人应用质量、应用效果实时评价。19二、建设情况(四四)平台优势平台优势-巡视管理精益化巡视管理精益化2.优化机器人供应商评价。结合机器人本体运行情况、设备缺陷识别情况、表计油位识别率等,客观公正开展省公司范围内186台机器人、8家供应商质量评价,
10、实现机器人质量可视化,有效提高机器人健康水平。20应用成果03三、应用成果(一)应用质效(一)应用质效1.1.提升机器人在线率提升机器人在线率通过机器人远程管控平台,对机器人运行情况进行实时监控,实现机器人电量异常、云台掉线、本体故障等异常自动弹窗报警,2022年至今累计发现并处置机器人电池馈电、充电桩故障、本体故障、摄像头掉线等问题65项,保证机器人安全稳定运行,有效提升机器人在线率。提升提升22三、应用成果(一)应用质效(一)应用质效2.2.提升设备缺陷识别率提升设备缺陷识别率实现设备温度、油位、压力、表计、可见光等数据实时监视、智能分析,主动推送异常信息,2022年至今累计发现并处理引线
11、接头发热,主变渗油、SF6压力降低等设备缺陷103项,做到设备巡视信息实时掌控,设备运行状态有效监控。此外,通过巡视报告分析,不断优化设备巡视点位、方案及策略,累计调整机器人站位、摄像头焦距308次,缺陷识别率同比提升13.21%,实现巡视方案、巡视标准、巡视点位“三统一”,有效规范机器人巡视管理。23三、应用成果(一)应用质效(一)应用质效3.3.提升机器人出勤率提升机器人出勤率实现机器人巡视频次、巡视任务、巡视报告等信息实时调阅及综合分析,全面掌握全省公司机器人运行、应用及巡视质效。2022年至今应用智能巡视机器人8600余次,站均巡视8次/月,累计完成机器人替代例行巡视1640次,发现并
12、处理各地市单位巡视频次不够、机器人巡视点位配置不全、巡视任务不规范等问题106项。开展机器人应用质效评分,实时发布机器人应用红黑榜,实现对机器人应用质效实时监控,机器人出勤率同比提升15.11%。24三、应用成果(一)应用质效(一)应用质效4.4.降低机器人故障率降低机器人故障率实现机器人本体运行状态、缺陷识别能力等信息综合分析评价,将评价结果与供应商评价关联,不断提升供应商服务质量;实现超期维保检测周期自动提醒,保证按时开展设备维护工作,提前发现处置机器人缺陷,2023年上半年机器人故障率同比降低5.61%,有效提高机器人健康水平。25三、应用成果(二二)奎屯公司机器人奎屯公司机器人应用成效
13、应用成效国网奎屯供电公司成立于1992年12月24日,2020年升级为国有大型企业,是国网新疆电力有限公司15家地市供电公司之一,地处素以“戈壁明珠”著称的北疆金三角地区,电网东起石河子市,西至博尔塔拉蒙古自治州精河县,南邻乌苏市和沙湾市天山北麓矿区,北与克拉玛依市和兵团第七师接壤,供电营业区面积31551.81平方公里,服务客户37.50万户。国网奎屯供电公司目前共有12座220千伏变电站配置智能机器人,通过调试、验收,现已全部投入运行,并经过软件、硬件改造,安装安全模块,实现平台接入率、在线率100%,不断提高设备识别率、出勤率,降低故障率。配网方面,国网奎屯供电公司于2022年6月第一次
14、引进双臂自主式配网带电作业机器人,2022年7月份顺利开展全疆首次配网带电作业机器人带电断引流线的作业,并开展多次培训,具备首次独立开展带电作业机器人带电接引流线作业的能力。26三、应用成果变电变电方面:方面:2023年上半年,国网奎屯供电公司应用新疆公司变电站巡检机器人远程控制平台开展机器人巡 视 共 计 6 0 2 次,巡 视 点 位154032个,机器人巡视检查报告设备问题5095个,构成缺陷36个。机器人及平台巡视应用过程中发现问题16个,均已处理完毕。27三、应用成果配网方面:配网方面:截止目前,奎屯公司配电专业共计开展带电作业机器人作业61次,涵盖带电断引流线、装设接地环、故障指示
15、器以及驱鸟器4个作业项目。已有5人具有带电作业机器人操作资格证,为带电作业机器人在日常工作中的应用提供了支撑。28三、应用成果配网带电作业机器人优势配网带电作业机器人优势:29应用前景广阔:应用前景广阔:奎屯公司带电断、接引流线、装设接地环等作业项目的占比高达50%以上,为带电作业机器人的作业提供了广大的平台。安全系数高安全系数高:作业人员能远离带电设备,有效提高作业安全系数。操作简便易学:操作简便易学:作业人员无需繁琐操作,对作业人员资质要求相对较低,显著降低带电作业技术门槛,有助于推动带电作业全覆盖。劳动强度低:劳动强度低:带电作业机器人免除了作业人员绝大多数个人防护用具的应用,能有效降低
16、作业人员的劳动强度,保证了作业人员一个良好的身体状况。人员成本降低人员成本降低:机器人作业在满足作业要求的情况下仅需3名作业人员,在人员储备不足的情况下降低了带电作业项目队人员的要求,作业效益最大化。遮蔽措施减少:遮蔽措施减少:机器人双臂表面覆盖有绝缘保护套,作业时无需再对带电体和接地体进行绝缘遮蔽,有助于提高作业的效率,简化作业步骤。多工具组合作业:多工具组合作业:通过不同功能机器人的末端工具配合和组合,完成一个作业项目或作业项目中关键步骤,简化作业步骤。环境适应强:环境适应强:受天气影响较小,可适应夜间、雾天、高温等风险系数较高的作业环境。存在问题及措施04四、存在问题及措施31(一)机器
17、人运行具体存在问题情况(一)机器人运行具体存在问题情况150个个26个个 15%TCP服务运行情况统计服务运行情况统计TCP服务中断TCP服务运行正常128个个48个个视频流播放情况统计视频流播放情况统计机器人视频异常机器人视频正常157个个19个个机器人可控情况统计机器人可控情况统计控制异常控制正常1.主站服务器通机器人巡视主机TCP业务概率性断开2.机器人黑屏现象,或仅具有可见光与红外视频其中的一种3.不同厂家机器人控制逻辑不同,经常性无故回送拒绝控制信息四、存在问题及措施32(一)存在问题对应的解决方案(一)存在问题对应的解决方案0 主站同子站TCP服务问题,主站端需检查端口程序与电科院
18、防火墙是否将子站地址加入白名单。同时需机器人厂家方配合自检;1 机器人提示拒绝控制,先确认站短报文信息下发准确,无错发,核对数据库机器人编码无误。同时,需机器人厂家现场配合自检。32 机器人视频黑屏故障,主站端先进行自检,新接入的子站,检查视频通道,核对取流信息无误。对于以往接入老站,需机器人厂家方配合自检;下一步工作计划及建议05四、下一步工作计划及建议(一)(一)工作计划工作计划1.1.持续优化系统功能。持续优化系统功能。充分调研各单位机器人远程管控平台应用建议,持续优化完善系统功能,保障站端智能巡检机器人应用质效。2.2.部署边缘代理服务器。部署边缘代理服务器。结合人工智能平台建设,在系
19、统主站侧部署边缘计算软件,实现设备外观渗油、异物等典型缺陷智能识别。3.3.加大机器人应用力度。加大机器人应用力度。进一步完善省级机器人管控平台应用要求,强化省级、市级、班组级三级管控机制落地,加大机器人应用频次,全面推进机器巡视替代人工例行巡视工作进程,减轻人员巡视风险及压力,提高巡视质效。4.4.提高机器人应用能力。提高机器人应用能力。结合远程智能巡视系统建设,补齐视频巡视点位配置,加快站端机器人巡视信息接入,提升机器人巡视质效。5.5.细化运维管理措施。细化运维管理措施。增加机器人设备主人配置,做到机器人“台台有主人、事事有主人”;持续做好维保检测工作;编制印发机器人精益化管理评价细则,
20、全面开展变电站机器人评价工作,提升机器人精益化管理水平34四、下一步工作计划及建议(二二)机器人应用提升建议机器人应用提升建议1.1.提高机器人避障及恢复能力。提高机器人避障及恢复能力。新疆北疆地区冬季雪量大,轮式机器人在变电站内有积雪时,因地形变化造成无法出勤或报错情况较多,对日常使用和维护带来很多影响。且地形变化后巡视过程中出现程序错乱问题,无法自动恢复至初始设置状态,还需厂家到站维护,浪费人力资源。2.2.提高安全模块兼容性。提高安全模块兼容性。针对不同厂家,提高机器人安全模块的适配程度,在保证网络信息安全的情况下,减少因安全模块造成的通讯问题。机器人厂家在制造环节,要考虑国网安全模块的
21、安装和检修维护的便利性。35四、下一步工作计划及建议(三三)配电带电作业机器人提升需求配电带电作业机器人提升需求1.推进智能双臂机器人激光清障功能的研发。2.以持重作业为抓手,多方向拓展手臂末端工具。3.带电作业机器人旁路作业法项目研发。4.勘察机器人(分体)研发。36(四四)下阶段工作需求下阶段工作需求1.成立带电作业机器人孵化中心,着重带电作业机器人新技术的研发和末端工具的升级改造,拓展作业场景,促使带电作业机器人更高效地匹配带电作业项目。2.加强带电作业机器人的培训,使带电作业人员都能了解和掌握带电作业机器人的操作方法,快速提升个人带电作业能力和团队带电作业水平,加速带电作业向自动化、智能化发展。汇报完毕,谢谢!37