一种变电站检修辅助系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及电力系统维护技术领域，尤其涉及一种变电站检修辅助系统及其工作方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，变电站作为电力系统的重要组成部分，其正常运行对于电能的稳定输送和供电保障至关重要。为确保变电站设备的可靠性和安全性，定期的检修和维护工作是必不可少的。然而，传统的变电站检修工作通常依赖于手动的方法和纸质文档，存在着效率低、信息传递不及时、数据易丢失等问题。

为解决这些问题，开发一种变电站检修辅助软件成为迫切需要的技术创新。这种软件通过整合先进的信息技术和电力系统专业知识，提供全面的、自动化的检修辅助功能，以提高变电站检修工作的效率和可靠性。

例如CN112165167B公开了一种智能变电站继电保护检修辅助系统及方法，静态分析模块，被配置为：构建SCD文件的解析函数，提取IED的配置信息，建立基础模型库和台账信息库；巡检信息采集模块，被配置为：基于MMS客户端对站控层网络和过程层网络中的设备信息实现采集巡检；数据分析判断模块，被配置为：对所述巡检信息采集模块收集的信息分析与判断；报告生成模块，被配置为：结合数据分析判断模块得到的结果，自动生成智能变电站巡检报告；智能安措模块，被配置为：构建保护检修安全措施模型库，通过智能匹配，实现智能安措的一键执行，对安措的执行进程做到可视化和人工的指导与干预；但是此系统中提到的巡检报告只能用于检修初期静态分析模块，对于设备的动态改变无法捕捉到准确的信息，对于维修之后的动态检验准确性不足；且其人工的指导需要进行人为的实时干预，人力资源消耗较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种变电站检修辅助系统及其工作方法，解决现有变电站设备出现故障进行检修程序步骤繁琐作业人员的分配存在小才大用和大材小用的问题；同时解决设备档案纸质化造成的登记缓慢问题，增强系统登记以及数据存储的准确性，实时跟踪，提高存储的实效性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种变电站检修辅助系统，是辅助机器人和作业人员进行检修的系统，包含通信模块、数据分析模块、故障诊断模块、危险等级预估模块、三维变电机械模拟展示模块、检修方案生成模块；机器人与通信模块连通通信，通信模块将信息传递给数据分析模块，数据分析模块将分析后的数据信息，传递给机器人或者传递给故障诊断模块，故障诊断模块将诊断信息传递给危险等级预估模块和检修方案生成模块，危险等级评估模块通知作业人员，检修方案生成模块生成初步检修方案，作业人员在三维变电机械模拟展示模块上进行操作演练，演练结果传输给检修方案生成模块生成最终检修方案。

优选的方案中，所述危险等级预估模块，是根据数据分析模块分析的数据信息，结合历史数据和人工智能算法，预估检修中可能发生的危险事件等级和次数。方便对等级、次数进行分类整理，同时可以作为案例进行新手教程。

优选的方案中，所述三维变电机械模拟展示模块，是根据故障诊断模块的诊断信息，提供变电站设备和结构的虚拟现实展示，作业人员进行检修操作预演，并对演练错误进行标记。便于作业人员具体定位故障位置和审查检修是否完成。

优选的方案中，所述检修方案生成模块，是根据故障诊断模块诊断的结果、变电机械的状态、检修任务需求和危险等级预估结果，自动生成初步的检修方案，再根据三维变电机械模拟展示模块的演练结果，生成最终检修方案。两种检修方案可以提供检修思路给作业人员，方便后续检修的得心应手。

优选的方案中，所述交互式用户界面模块，通过该界面，用户输入、调整和确认检修相关信息，以及直观展示检修方案和危险等级预估结果。以便与人工的维修方案进行对比，发掘更有效的方案。

优选的方案中，所述系统还包含展示设备和故障信息的交互式用户界面，通过该界面，用户输入、调整和确认检修相关信息，以及直观展示检修方案和危险等级预估结果。以便与人工的维修方案进行对比，发掘更有效的方案。

优选的方案中，所述系统还包含根据设备型号和故障类型定制的用户手册，其提供个性化操作指南，为维护人员提供详细的操作支持，对新手用户以及不了解软件的用户进行解释。可与人工授课进行相结合，方便对新手的教学和培养。

一种变电站检修辅助系统的工作方法，是采用上述任意一项所述的一种变电站检修辅助系统，所述方法包含如下步骤：

step1：当变电站设备发生故障时，机器人通过已输入机器人系统的路线到达设备所在地，通过摄像传感器进行初步检查，查看设备故障情况；

step2：数据分析模块接收机器人实时传输的数据，并根据先进的数据分析技术对设备状态进行实时分析，筛查此次报错是否在已有的报错中，并评估设备状态中存在的故障危险性，为后续的故障诊断提供精准的信息支持；

step3： 故障诊断模块协同检修方案生成模块生成初步的解决方案，该解决方案包括故障原因分析、维修步骤和所需配件信息，一旦解决方案生成，系统同步通过通信模块通知作业人员，使其迅速获知故障信息；

step4：不同等级的人员对应设备的故障情况，在三维变电机械展示模块对应故障设备位置和维修方法进行操作预演，预演合格后，检修方案生成模块生成最终的检修方案，作业人员进行维修，并在系统上对数据进行更改与检查，并根据此次的报错故障新建数据；

step5：点击确认后数据分析模块进行算法整理，并传入机器人的数据库中，方便下次检修的进行；

step6：用户退出系统，系统将保存历史数据，并提供查询功能，方便用户随时查看历史维修记录和设备状态，同时，系统会自动进行数据备份，以确保数据的安全性和可恢复性。

所述step2通过系统模块中的数据分析模块筛查此次报错是否在已有的报错中，检修方法分为两种：

Step2.1：若为已有的报错，则检修机器人通过三维变电机械展示模块中的建模和已录入的维修方案对设备进行简单维修，并通知相关等级的作业人员进行再审查；

Step2.2：若不属于已存在的报错，则故障诊断模块进行诊断，判断故障类型和检修难度，系统通讯模块告知相应方向的作业人员，危险等级预估模块对相关方向的作业人员进行具体的分配，并进行派遣。

所述step4中在三维变电机械展示模块对应故障设备位置和维修方法进行操作预演，预演不合格后，则作业人员对演练错误进行标记，并将信息传递给检修方案生成模块重新生成检修方案，直至演练合格，检修方案生成模块生成最终的检修方案。

本发明提供的一种变电站检修辅助系统及其工作方法，有如下有益效果：

1、本发明用户可以实时监测各设备的运行状态，通过系统的图表和数据表格获取详尽的实时信息，有助于及时发现潜在问题；

2、本发明数据分析模块通过智能算法对设备状态进行实时分析，精准识别潜在故障点，提高了故障诊断的准确性；

3、本发明故障诊断模块诊断结果包括详细的故障原因分析、维修步骤和所需配件信息，使作业人员能够更迅速、准确地解决问题；

4、本发明用户手册根据设备型号和故障类型进行定制，提供个性化的操作指南，有助于用户更好地理解设备维修操作；

5、本发明系统通过通信模块实时通知作业人员有关新的故障信息和解决方案，提高了故障响应速度；

6、本发明提供实时监控窗口，确保作业人员在执行维修操作时能够及时了解设备状态的实时更新，避免潜在风险；

7、本发明用户可以方便地记录维修过程中的详细信息，包括操作步骤、使用的工具和替换的部件，形成完整的维修日志，有助于未来的追溯和分析；

8、本发明系统保存历史数据，用户可以随时通过查询功能查看以往的维修记录和设备状态，为未来维修提供经验参考；

9、本发明用户可以上传照片或视频作为维修过程的附加信息，帮助更直观地记录和理解维修现场，有助于培训和知识共享；

10、本发明用户手册、通知方式等多个方面都具有高度可定制性，能够根据不同用户的需求进行个性化设置；

11、本发明系统自动进行数据备份，确保数据的安全性和可恢复性，防范数据丢失的风险；

12、本发明通过系统提供的精准故障诊断和详细解决方案，作业人员能够更迅速、准确地进行维修，减少了维修过程中的试错时间和成本，降低了人力资源和材料的浪费；

13、本发明用户手册和详细的操作指南为作业人员提供了系统化、结构化的培训材料，帮助其提高专业知识水平和技能，促进了整个团队的技术提升；

14、本发明系统通过无线网络实现与机器人系统的实时通信，使得远程维修支持成为可能，专家可以远程查看设备状态、提供建议，并实时监控维修过程，提高了问题解决的速度和效果；

15、本发明通过实时监测设备状态，系统能够提前识别设备潜在的故障迹象，为预防性维护提供了强有力的支持，这有助于在故障发生之前采取措施，降低了计划外停机的风险。；

16、本发明系统的实时监测和快速响应机制有助于提高电力系统的安全性和可靠性。在发生潜在故障时，系统能够及时发出警报并提供解决方案，防范了可能导致设备故障的风险；

17、本发明作业人员能够通过系统直接获取详细的设备状态和解决方案，无需繁琐的手动检查和诊断，显著提高了工作效率，使得维修过程更加迅速和高效；

18、本发明系统提供了明确的操作指南和自动生成的解决方案，减少了人为错误的可能性，作业人员能够依赖系统提供的信息，降低了操作中的风险；

19、该模块基于变电站的实际结构和设备参数，构建三维模型并进行虚拟现实（VR）展示，使作业人员可在模拟环境中进行操作预演，熟悉变电站设备和结构布局；

20、该模块利用历史数据和人工智能算法，分析检修任务中可能出现的危险事件，并根据其发生概率、影响范围和后果严重性，预估危险等级和事件发生次数，为作业人员提供风险提示；并对设备报错次数，使用年限，设备新旧程度，以及设备的版本情况进行实时记录，便于工作人员定期检查维修；

21、该模块根据变电机械的状态、检修任务需求和危险等级预估结果，自动生成详细的检修方案，包括检修步骤、所需工具、安全防护措施、应急预案等，确保检修工作的安全和有效性；

22、本发明涉及在电力系统维护方面的应用，是一个重要的技术领域，特别涉及物联网技术和电力系统管理，旨在通过实时数据采集、远程监测和智能分析，提高电力设备的运行效率、降低维护成本，并增强电力系统的可靠性和安全性；

23、本发明采用三维变电机械模拟展示模块，检修方案生成模块和危险等级预估模块的交互数据，优化检修流程，减少人为错误，提高检修工作的安全性和效率，使得智能变电站检修辅助系统在提高电力系统管理和维护水平方面发挥了积极作用。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本发明作进一步说明：

图1为本发明变电站检修辅助系统的结构示意图；

图2为本发明变电站检修辅助方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1~2所示，一种变电站检修辅助系统，是辅助机器人和作业人员进行检修的系统，包含通信模块、数据分析模块、故障诊断模块、危险等级预估模块、三维变电机械模拟展示模块、检修方案生成模块；机器人与通信模块连通通信，通信模块将信息传递给数据分析模块，数据分析模块将分析后的数据信息，传递给机器人或者传递给故障诊断模块，故障诊断模块将诊断信息传递给危险等级预估模块和检修方案生成模块，危险等级评估模块通知作业人员，检修方案生成模块生成初步检修方案，作业人员在三维变电机械模拟展示模块上进行操作演练，演练结果传输给检修方案生成模块生成最终检修方案。

在本实施例中，所述危险等级预估模块，是根据数据分析模块分析的数据信息，结合历史数据和人工智能算法，预估检修中可能发生的危险事件等级和次数；

所述三维变电机械模拟展示模块，是根据故障诊断模块的诊断信息，提供变电站设备和结构的虚拟现实展示，作业人员进行检修操作预演，并对演练错误进行标记；

所述检修方案生成模块，是根据故障诊断模块诊断的结果、变电机械的状态、检修任务需求和危险等级预估结果，自动生成初步的检修方案，再根据三维变电机械模拟展示模块的演练结果，生成最终检修方案；

所述交互式用户界面模块，通过该界面，用户输入、调整和确认检修相关信息，以及直观展示检修方案和危险等级预估结果；

所述系统还包含展示设备和故障信息的交互式用户界面，通过该界面，用户输入、调整和确认检修相关信息，以及直观展示检修方案和危险等级预估结果；

所述系统还包含根据设备型号和故障类型定制的用户手册，其提供个性化操作指南，为维护人员提供详细的操作支持，对新手用户以及不了解软件的用户进行解释。

具体使用时，一种变电站检修辅助系统的工作方法，是采用上述任意一项所述的一种变电站检修辅助系统，所述方法包含如下步骤：

step1：当变电站设备发生故障时，机器人通过已输入机器人系统的路线到达设备所在地，通过摄像传感器进行初步检查，查看设备故障情况；

step2：数据分析模块接收机器人实时传输的数据，并根据先进的数据分析技术对设备状态进行实时分析，筛查此次报错是否在已有的报错中，并评估设备状态中存在的故障危险性，为后续的故障诊断提供精准的信息支持；

step3： 故障诊断模块协同检修方案生成模块生成初步的解决方案，该解决方案包括故障原因分析、维修步骤和所需配件信息，一旦解决方案生成，系统同步通过通信模块通知作业人员，使其迅速获知故障信息；

step4：不同等级的人员对应设备的故障情况，在三维变电机械展示模块对应故障设备位置和维修方法进行操作预演，预演合格后，检修方案生成模块生成最终的检修方案，作业人员进行维修，并在系统上对数据进行更改与检查，并根据此次的报错故障新建数据；

step5：点击确认后数据分析模块进行算法整理，并传入机器人的数据库中，方便下次检修的进行；

step6：用户退出系统，系统将保存历史数据，并提供查询功能，方便用户随时查看历史维修记录和设备状态，同时，系统会自动进行数据备份，以确保数据的安全性和可恢复性。

所述step2通过系统模块中的数据分析模块筛查此次报错是否在已有的报错中，检修方法分为两种：

Step2.1：若为已有的报错，则检修机器人通过三维变电机械展示模块中的建模和已录入的维修方案对设备进行简单维修，并通知相关等级的作业人员进行再审查；

Step2.2：若不属于已存在的报错，则故障诊断模块进行诊断，判断故障类型和检修难度，系统通讯模块告知相应方向的作业人员，危险等级预估模块对相关方向的作业人员进行具体的分配，并进行派遣。

所述step4中在三维变电机械展示模块对应故障设备位置和维修方法进行操作预演，预演不合格后，则作业人员对演练错误进行标记，并将信息传递给检修方案生成模块重新生成检修方案，直至演练合格，检修方案生成模块生成最终的检修方案。

优选的方案中，所述危险等级预估模块，是根据数据分析模块分析的数据信息，结合历史数据和人工智能算法，预估检修中可能发生的危险事件等级和次数；以上设置，使算法更先进更简便，方便当算法出现错误时的改正和进一步的优化。

优选的方案中，所述三维变电机械模拟展示模块，是根据故障诊断模块的诊断信息，提供变电站设备和结构的虚拟现实展示，作业人员进行检修操作预演，并对演练错误进行标记；以上设置，便于作业人员具体定位故障位置和审查检修是否完成。

优选的方案中，所述检修方案生成模块，是根据故障诊断模块诊断的结果、变电机械的状态、检修任务需求和危险等级预估结果，自动生成初步的检修方案，再根据三维变电机械模拟展示模块的演练结果，生成最终检修方案；以上设置，使检修方案更加可靠，进一步降低了实际操作中错误的几率，从而进一步提升了系统的安全性和可靠性。

优选的方案中，所述交互式用户界面模块，通过该界面，用户输入、调整和确认检修相关信息，以及直观展示检修方案和危险等级预估结果；以上设置，更直观的展现设备的状态，方便作业人员落实等级分配并进行设备的检修。

优选的方案中，所述系统还包含展示设备和故障信息的交互式用户界面，通过该界面，用户输入、调整和确认检修相关信息，以及直观展示检修方案和危险等级预估结果；以上设置，以便与人工的维修方案进行对比，发掘更有效的方案。

优选的方案中，所述系统还包含根据设备型号和故障类型定制的用户手册，其提供个性化操作指南，为维护人员提供详细的操作支持，对新手用户以及不了解软件的用户进行解释；以上设置，可与人工授课进行相结合，方便对新手的教学和培养。

综上所述，本发明提供的一种变电站检修辅助系统及其工作方法，以智能故障诊断、实时监测、维修过程管理为核心，为变电站维护人员提供了全方位的支持和指导。通过先进的数据分析技术，系统能够在实时监测设备状态的基础上，迅速而精准地诊断潜在故障，为作业人员提供详尽的解决方案，包括故障原因分析、维修步骤和所需配件信息。用户友好的界面设计和远程维修支持功能使得维护人员可以随时随地获取必要的信息，高效应对各类设备问题。该软件系统不仅仅局限于提供故障诊断和解决方案，更通过维修过程记录和管理，为维护人员提供了完整的维修日志，有助于后续的数据追溯和维修效果分析。维修成本的降低、维修过程的高效管理以及对电力系统可靠性的提升，将为整个电力行业注入新的活力。这一软件系统的引入不仅仅是一次技术升级，更是对电力系统运维管理方式的深刻变革，将推动电力行业迈向更智能、可持续发展的未来。