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内蒙古锡林郭勒供电:变电站智能化现场作业风险管控技术

2024-10-30分类:CPEM推荐 / CPEM推荐来源:CPEM全国电力设备管理网
【CPEM全国电力设备管理网】


导 语

2024年10月18日,在“第5届电力人工智能大会暨第3届电力行业数字化转型大会”上,第3届“智创奖”电力数智化转型技术创新应用评选结果公布。

内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒供电分公司凭借其“变电站智能化现场作业风险管控技术”案例,获得“变电站远程智能巡视技术创新应用案例奖”。




创新点

1.通过基于北斗RTK与UWB定位方式的结合,实现室内外定位全覆盖

2.通过3D建模、虚拟与现实的结合,实现实时位置的三维场景展现。

3.多系统深度融合,实现系统互联、联动控制、主动式安全防护。

4.利用UWB超宽带技术,定位精度可达30cm。

5.通过数据优化与干扰源过滤,定位信号稳定性强、抗干扰、抗遮挡。

6.系统容量大,可容纳1000余个定位标签信息。

7.定位实时性强,支持0.1-10Hz刷新频率配置。

8.通过智能电源控制,标签和基站续航能力长,实现超长待机时间。



应用成效

通过RTK+UWB高精度定位和物联网技术,实现作业人员高精度定位,第一时间有效获取人员位置信息、时间信息、轨迹信息等,加强作业现场预警监测,智能辨识作业风险,实现辅助决策功能。

与安防视频系统的联合动作,形成人防、技防、物防、联防等四防合一的立体化防范格局,降低作业人员作业风险,提高作业现场风险管控能力。项目在内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒供电分公司变电管理二处阿巴嘎220kV变电站应用。

目前项目知识产权正在申请中,具体为:


软件著作权2项

1.变电站智能数据分析软件;

2.作业人员位置追踪与安全管理软件。


发明专利4项

1.一种基于互联网管理的变电站预警系统;

2.一种基于北斗定位的变电站作业管控系统;

3.一种变电站人员快速定位方法;

4.一种变电站人员在线实时监控管理方法及系统。


中文核心及以上发表4篇论文

1.基于长短期记忆网络的智慧变电站现场作业违规行为识别方法;

2.基于RTK和UWB通讯的智慧变电站作业人员定位方法;

3.基于RTK-UWB技术的变电站作业人员佩戴终端卫星定位;

4.非差相位数据时序过滤下变电站作业人员北斗RTK定位。


实用新型专利1项

一种具有监控效果的移动式电子围栏。


中文普刊发表2篇论文

1.基于UWB和RTK技术的变电站作业人员精确定位系统的研发与应用;

2.变电站智能化安全管理系统的构建及应用前景。



技术路线

室内的人员定位主要采用了UWB超宽带技术,由定位基站、定位标签、解算服务器、定位服务器及应用工作站等组成,通过无线通信技术实现定位标签和定位基站间通讯,从而得知定位标签在哪些定位基站的覆盖范围之内,计算出这个定位标签的位置范围。

解算服务器根据每个定位基站获取的定位标签信号数据,可以精确计算定位标签所处的位置。定位标签的位置数据最后传给定位服务器,定位服务器根据设定的策略进行相应的处理。

图1:基站


图2:标签


另标签可以集成北斗RTK模块,当人员离开室内范围走向室外时,此时脱离了UWB定位基站的覆盖区域,模块的定位方式自动转变为基于北斗RTK定位技术实现室外的定位,定位结果通过移动网络直接上送到定位服务器。具体技术路线为:


01

通过查阅文献和现场勘察,确定系统的设计方案,开展变电站三维模型建立,根据实际工作环境对三维模型进行划分区域。

图3:系统简图


图4:变电站三维模型图

02

开展智能数据分析软件、位置计算服务器软件、智能图形工作软件研发。

03

根据变电站实际和三维模型进行1:1布点。

04

按照布点完成各硬件和通讯装置安装。

05

完成硬件调试。

06

完成软、硬件联调,具备运行条件。并具备下列功能:

1.将变电站任意区域绘制为危险区域,当未经授权人员进入该区域将触发危险报警,作业人员会收到提示信息,管理平台也会收到报警信息。

图5:系统将区域划分情况


2.将变电站某区域设置为作业区域,在作业期间作业人员走出作业区域将会触发危险报警,有效避免超范围作业和误入非作业区域造成的危险。

3.进入变电站作业区域人员位置将会实时显示在三维图上,通过地图可查看每个作业人员的实时位置。

图6:系统划分作业范围内人员实时定位情况


4.通过输入作业人员姓名,可以查看作业人员某段时间内的运动轨迹,实现历史轨迹可查功能。

图7:人员轨迹情况


5.当变电站作业人员遇突发情况时,可通过SOS按钮主动报警,管理平台收到报警信息后,管理人员可快速定位报警人员位置,联动视频监控查看现场情况,做出应急处置措施。

6.系统可记录作业人员在作业区域内停留时间,生成记录报表。

图8:相关报表情况



应用场景


1.变电站、发电厂。

2.输配电线路。

3.港口。

4.露天矿山。

5.化工、钢厂等大型工厂。



典型经验和推广前景

随着国民经济的高速发展,用电需求不断上升,变电站数量也不断增多。尤其,近几年变电站老旧设备改造、扩建工程较多,外来施工人员多,作业现场管控难度大,作业风险管控工作面临严峻挑战。如何做好变电站作业现场的安全管控,保障人身、电网及设备的安全,是安全生产管理工作中的关键性问题。

由于变电站实行集约化管理,运行人员数量不多,若变电站内有大型新、改、扩建工程,加上变电站的日常巡视维护工作,人员实时盯防作业现场难度较大,不易实现。若涉及交叉作业,点多面广,更无法直接盯防,只能通过巡回检查,每隔一段时间检查一次作业现场,对作业人员缺乏实时监控,无法及时获得作业人员准确位置及分布、无法查询人员的历史轨迹等;尤其缺乏监护下容易误入带电区域或工作地点以外的区域,若无人提醒情况下,作业人员自己很难发现,存在较大的安全隐患。若作业人员在靠近带电设备或超出工作区域时,得到及时的提醒和引导,就避免了上述的情况的发生。

通过作业人员定位技术,1:1模拟变电站实际,通过终端观察作业人员实时位置,结合视频、语音等方式实时提醒作业现场的风险点,可以保证人员的行为可察、位置可视;与管理规程相结合,可以实现全局把控、实时智能分析、历史轨迹追溯、智慧化管理等功能,提高生产管理水平,提高作业现场风险管控能力。

变电站、发电厂、输配电线路、矿山、港口、化工、钢厂等属于典型的高危工作区域,稍不注意就容易发生人身事故,运用RTK+UWB高精度定位技术与物联网、卫星定位、视频分析、RFID识别、WIFI定位等技术多源融合,实现对作业人员精度定位,实时掌握作业人员精确分布情况,对超范围作业、违规逗留等异常行为自动告警、提示,彻底改变现有作业现场管控模式,保障人身安全,具有良好的经济和社会效益。


参与单位:内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒供电分公司

参与人员:好斯白乙拉、裴晓东、莘尚军、斯钦毕力格、红地、李树鹏、侯晓雪、王坤、李晓斌、杨琨、梅晓海、包朝鲁门、付云昌、郭精闯、王海忠


END



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