Page 41 - 电力与能源2024年第六期

丁 炀，等：基于数字孪生的变电站智能巡视系统研究 677

图 2 全覆盖多终端联动的智能巡视方案
巡视区域无死角。 3.2 三维建模技术
针 对 充 油 设 备（如 变 压 器 和 高 压 并 联 电 抗 当前，随着设备电压等级和种类的不断增加，
器），在上述巡检任务完成后，还需通过铁心/夹件 变电站错综复杂的传统设备台账或设计图纸已经
接地电流在线监测模块分析铁心/夹件是否存在 成为制约运维工作高效性、及时性的短板。三维
多点接地情况，以及通过油色谱在线监测模块分 建模技术可以将变电站瞬间数字化，在三维世界
析油内溶解气体分布情况。 形成对真实设备 1∶1 还原的高精度模型。

针对组合电器，在上述巡检任务完成后，还需
3.3 表计智能识别技术
通过局部放电在线监测模块分析局部放电是否存 大量可见光高清摄像机的接入带来了数据存
在异常情况，以及通过 SF 6 微水及密度在线监测
储和网络带宽的巨大挑战。为了解决这一问题，
模块分析是否存在 SF 6 气室密封不良、泄漏。
本文将表计读数识别功能部署在摄像机的计算芯
最后，智能巡视系统通过数字孪生技术将巡
片上，实现边缘计算。摄像机仅向系统传输表计
检数据映射到三维模型中，对设备进行直观的状
读数识别结果，不需要占用太多的网络带宽，从而
态展示和评估，同时对异常数据或状态进行趋势
大大提高了数据响应速度。
分析，从而为主动预警功能提供数据支撑。
常见的表计读数识别可分为两类：一类是指
3 关键技术 针表读数识别，另一类是数字表读数识别。这两
类表实现的技术方案有所不同，如图 3 所示。
该系统融合了数字孪生、深度识别、大数据分
析、云边融合、人工智能、AR 等前沿技术，实现了
全景俯瞰、红外热成像、智能巡检、远程协助等多
种功能。这些功能的实现依托于统一数据接入和
4 个关键技术：三维建模技术、表计智能识别技术、

AR 物体识别和姿态估计技术，以及 AR 场景可视
化与远程协助技术。
3.1 统一数据接入
图 3 指针表、数字表读数识别的技术方案
统一数据接入确保了各感知终端之间的协议
针对指针式表计，智能巡视系统利用深度卷
管理、规则引擎等数据的互通。本文采用高可用、
积网络实现表计检测的同时，回归出表计中心、量
高可靠、易扩展、易集成的平台架构，通过多协议
程起始点和终结点这 3 个关键点，从而实现指针
网关支持 MQTT，TCP，SIP，GB/T 28181 等多种
报文格式，实现了不同协议、不同格式报文数据的 表的读数识别。
快速适配，便于大数据、人工智能技术、第三方应 针对数字式表计，系统首先通过图像二值化、
用及各类感知终端的统一接入，进而实现了各类 轮廓分析和过滤等方法实现数字定位和分割，之
感知终端状态信息、运行信息、异常告警信息的实 后再通过多分类的支持向量机方法实现数字字符
时采集与融合对接，打破了数据孤岛。 的快速准确识别。