110kV智能变电站检修机器人路径规划
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摘要：电力工程的发展使我国快速进入现代化发展阶段。智能变电站中检修机器人的设计是以推进智能变电站建设为主要目的。通过借助机器人的巡视系统、测温系统、导航系统以及后勤系统等构建机器人工作时涉及的不同单元模块，并对子系统的功能进行明确分类的设计过程。根据系统工作原理以及工作环境，规划智能变电站中检修机器人安全工作的路径，制定科学合理的路径方案，通过在变电站运用检修机器人的实验结果显示，合理规划检修机器人安全工作的路径可以有效增加变电站的工作效率，因此检修机器人安全路径的规划工作在智能变电站工作中应该得到推广应用。
关键词：110kV智能变电站;检修机器人路径规划
引言
我国电力行业经过多年不懈努力改革发展创新，终于取得了非常不错的成就。随着经济和社会的发展，传统电网已经不满足我国电力行业的发展需求，随着电网规模继续升级扩大，电网运行安全问题不断增加。为了解决经济发展问题和电力设施建设、电网复杂性增加与控制灵活技术、提高电能质量和用户需求等问题，我国提出了智能变电站的研究，促进智能电网发展。
1智能变电站的作用与功能
智能变电站的主要特点是，把一些计算机及通信领域的前沿成果，引入应用提升效能，比如计算机技术，数据通讯，信息共享等。其特点一是电压等级较低的变电站采用智能系统，这样就可以实现无人值班，达到减人增效的目的;二是对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，控制方式必须是最先进的，这样可以协调各专业的优势，克服技术分散、自成体系、重复投资等对运行可靠性有潜在影响的因素。变电站的规模随着时代发展越来越扩大，同时它的结构、运行方式、继电保护系统和通讯系统也日趋复杂。本着提高电力系统安全和经济运行的宗旨，同时为了保证供电质量，必须时刻监视变电站相关设备各部分的频率和电压，并通过各种控制调节装置自动或手动调节有功功率和无功功率电源，或者改变网络结构和切换负荷。大型变电站运行的安全性已被认为是运行中的头等重要问题，因为在电力系统中只要有一处出现故障，都将对整个电力系统有不同程度的影响，特别是在重要的发电厂、变电站或主要输电线路上发生故障。为了能更有效的监视控制变电站的运行以及应对一些异常情况或事故，在早期人们就已对变电站的远程监视引起了重视，并逐步形成了变电站的调度控制中心。
2变电站检修机器人系统的组成
（1）变电站检修机器人本体结构，智能变电站中检修机器人的外观与传统工业机器人造型相同，机器人外壳上安装有检修工作中需要的部件。机器人本体结构包括不同单元，通过不同部件的协同合作进行工作。其主要部件为红外热像仪、摄像机、声音采集器、传感器以及电源面板等。此类机器人可以24小时的通过导航部件以及设备布局，对预先设定的工作任务--即智能变电站的检修工作进行完成。机器人的视窗内通常安装有红外测温摄像头，且视窗外部会安装有雨刮器，以保障机器人工作时视窗得到的景象清晰，同时，视窗上方配有提高红外摄像仪夜间观察距离和清晰度的红外射灯。机器人的头部安装有扬声器，方便工作人员和后台进行沟通工作。机器人的主体机身上方安装与顶部相连的云台部件，以此操控机器人的仰角视角。机器人主体机身的运动依靠底部的驱动轮，而转弯则需要随动轮进行辅助进行。（2）变电站检修机器人部件功能，为保证在设定时间内实现变电站检修机器人的检修工作，变电站检修机器人的工作系统会使用摄像头对户外設备进行逐一检测，且由于巡检地点位置不同，机器人检修时需要对变电站表计以及油位计进行定时拍摄，以此实现检修工作的的全面覆盖。由于检修机器人安装有红外摄像头及测温装置，在检修机器人系统下达检测任务时，机器人会自动对设备以及接头的温度进行检测，并将红外测温影像传递给后台监控界面，对该影像进行存储，确保红外影像及设备运行情况可以及时得到传输。对于设备运行状况存在问题的部位，机器人也可以做到人工遥控与自主检测的切换，且两者切换速度较快，在人工遥控检测结束后，不会影响机器人的正常自主检修工作进度。若机器人检修时发现变电站设备运行出现故障，会针对故障问题进行应急处理，且将故障部位以及该部位温度、油位计及表计的数据传递给后台监控单位，进行自动报警处理。
3智能变电站对智能电网的作用
可靠性：是具有自我诊断和自我调整恢复功能，自动将供电损失减少到最低极限。信息化：是收集可靠、精确、实时和安全的信息，还具有确保站内和站外信息通信安全、站内信息存放和安全访问等功能。数字化：是具有电力系统的数字信息采集功能。自动化：是电力系统中数据自动生成、具有自动校验、变电站状态自动检修等功能，变电站自动化水平显著提高。互动化：是完成变电站与控制中心之间、变电站与变电站之间和变电站与用户之间的相互联系、相互通信和相互沟通
4变电站检修机器人带电作业安全性的路径规划
（1）搜索机器人带电作业安全性路径，检修机器人在站内进行检修任务时，搜索其带电作业时的安全路径工作十分重要。相关工作人员可以采用笛卡尔坐标系对该路径进行最优化的设计，因为该种算法将路径规划问题转化为空间内路径搜索问题，可以在不同路径中计算出最短路径，将其应用于检修机器人的站内工作中，将不同检修任务的最短路径添加为一个集合，以此搜寻出检修机器人在站内进行检修工作时的最短路径。但是由于路径搜索时，实际场地的因素会极大地影响计算结果，因此，在变电站内搜索机器人带电作业安全性路径时，需要工作人员结合站内实际情况，对计算路径进行优化修正，以此提高检修机器人的工作效率，使检修工作可以更好更快的完成。（2）筛选机器人带电作业安全性路径，检修机器人的运行路径设计时，通过采用笛卡尔坐标系计算出的最优路径仅是两个坐标点之间的最短距离，将检修机器人的各个最短检修距离进行搜索整理，形成一个路径集合，对路径集合中路线的关节角范围以及危险边界平面的终角点进行剔除工作，最终形成一个可达目标点的路径集合。由于安全性是检修机器人工作中的重点方向，因此在检修机器人带电作业中，绝缘性能是其中较为重要的性能指标，通过对各个路径集合中经过危险点的频率，对各个路径集合的危险性进行评估，以此作为路径筛选的依据，从路径集合中筛选出最安全的一条路径作为检修机器人工作时的巡检路径，并对路径上的各点进行最终记录。
结语
综上所述，电力系统的结构非常复杂，且其作为对稳定性要求较高的自动化系统，系统的安全稳定运行是其工作的核心，同时也与社会民生的用电安全息息相关。因此，在电力系统中采用新型的科技以及材料，增强电力系统工作时的安全性和稳定性是工作人员关注的重点方向。检修机器人的路径设计必须采取最新的科技及方法，使其可以在各种干扰中依然可以正常工作，通过在站内实践中应用发现，设计最优化的安全路径可以更好地达成检修机器人的工作，实用价值较高，值得在变电站中推广使用。
参考文献
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