Page 40 - 电力与能源2024年第六期

676 丁 炀，等：基于数字孪生的变电站智能巡视系统研究

预警等复杂功能。 交换机和服务器冗余配置，并合理规划和部署了
本文深入探究基于数字孪生的变电站智能巡 IP 地址。
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视系统的构建方法，同时充分运用深度识别 、大 （3）平台层基于缺陷识别、环境解读、状态分
数据分析、增强现实（AR）等技术手段，全面提升 析等多种人工智能（AI）算法，对海量数据进行统
运维人员对设备状态的感知能力，推动变电站巡 一管理。同时，结合设备的数字孪生信息进行智
检向数字化转型。 能分析和主动预警，并将结果输出至应用层。

（4）应用层基于平台层提供的业务能力，可实
1 变电站智能巡视系统架构
现三维虚拟变电站展示、高清视频及机器人巡检、
变电站智能巡视系统的构建旨在深入挖掘各 AR 辅助巡检以及一次设备在线监测（包括变压器
类软硬件潜力，并统筹考虑应用服务（如图形分 铁心/夹件接地电流在线监测、变压器油色谱在线
析）、网络传输（如网络、压缩）、服务资源（如机柜） 监测、GIS 局部放电在线监测、SF 6 微水及密度在
以及数据存储等要素。该系统应能够灵活连接各 线监测等）等功能。

功能组件，并提供开放端口，以便在平台上安装如
2 变电站智能巡视系统运行
防外破识别告警等成熟的第三方应用软件，并实
现摄像头的硬件复用。 变电站智能巡视系统旨在全面替代传统人工
基于此，本文所设计的变电站智能巡视系统 巡视，但是随着主辅设备数量的增多以及各设备
采用分布式多层架构设计，包括感知层、网络层、 间距离的缩短，再加上辅助设备安装位置对主设
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平台层和应用层，如图 1 所示。 备的遮挡，会不可避免地出现智能巡视盲区 。
（1）感知层通过互联网容器技术将可见光及 基于此，本文提出了一种全覆盖多终端联动的智

红外摄像头、巡检机器人、布控球、AR 眼镜、一次 能巡视方案，如图 2 所示。
设备在线监测等多种接口的智能终端进行标准化 在每个巡视周期内，由高清视频组成的视频
协议接入，从而实现系统对边缘设备不同状态的 巡视网络对关键电力设备的预设点位进行全方位
及时响应，同时也可根据业务需求迅速、便捷地进 巡视，以确保设备的状态始终在远程巡视系统的
行设备的更新和集成。 感知范围内，并将数据映射到三维虚拟场景中。
（2）网络层采用高性能、高通量、高安全的有 同时，机器人平台还搭载了可见光和红外设备，进

线和无线一体化模式，确保多源数据的高并发获 行基于预制路线或特定目标的流动巡视，与固定
取和网络资源的实时调配。为实现不同终端海量 感知设备形成动静结合的巡视网。对于存在的巡
巡检数据的高速互联、互通和存储，系统采用了多 视盲区，则由基于 AR 的人工巡视进行补足，确保

图 1 变电站智能巡视系统架构