沈甸 繆世超

機器代替人

今年，南方電網(wǎng)廣東公司成功自主研發(fā)變電站巡檢機器人，預(yù)計年內(nèi)將在重要的220千伏變電站實現(xiàn)巡檢機器人全覆蓋。

定期巡檢是保障電力系統(tǒng)健康運行的重要舉措，但傳統(tǒng)的人工巡檢方式存在勞動強度大、工作效率低、檢測手段單一等不足。與此相比，機器人可以24小時不間斷工作，并自動返航充電。而耐高溫高濕的材料特性和可以涉水、爬坡、越障等功能特點，也讓機器人不受天氣條件、地理因素的限制，隨時隨地都可以工作。巡檢機器人的應(yīng)用也響應(yīng)了變電運維“機器代替人”的技術(shù)發(fā)展目標(biāo)。南方電網(wǎng)范圍內(nèi)僅220千伏及以上變電站就有近千座，對巡檢機器人的需求量極大，“對機器人制造廠商提出需求，顯然不如自主研發(fā)來得直接和便利，針對性也更強。”項目技術(shù)負責(zé)人麥曉明說。

2016年廣東電網(wǎng)公司啟動變電站巡檢機器人樣機研制項目，以掌握人工智能話語權(quán)為目標(biāo)，開始機器人的研發(fā)攻關(guān)。項目團隊結(jié)合電力巡檢的實際需求，在導(dǎo)航定位、檢測手段、運動能力、任務(wù)規(guī)劃、系統(tǒng)聯(lián)動等方面“先行一步”，著力提升機器人的智能化水平。在今年，南方電網(wǎng)首款100%自主研發(fā)的變電站巡檢機器人成功問世。

執(zhí)行路徑DIY

在目前巡檢機器人廣泛采用2D激光導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)團隊采用了更先進的3D激光導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)了自由路徑行進。該技術(shù)的成功應(yīng)用使機器人具備了主動繞開障礙物等功能，應(yīng)對環(huán)境變化的實際交互更加智能。

執(zhí)行任務(wù)時的路徑DIY，是這款機器人基于3D激光導(dǎo)航技術(shù)的一大特色。目前大多數(shù)機器人是按照已經(jīng)規(guī)劃好的路徑進行巡檢，新加入的任務(wù)只能被死板地排在后面，極易出現(xiàn)道路重復(fù)走、巡檢效率低的問題。為此，研發(fā)團隊編寫了任務(wù)動態(tài)規(guī)劃程序，在巡檢任務(wù)優(yōu)先級平等的情況下，新加入的任務(wù)可以根據(jù)距離的遠近插入到任務(wù)序列中，如果新加入的任務(wù)優(yōu)先級更高，機器人則會率先執(zhí)行這一任務(wù)。

模塊化云臺

“在變電站巡檢過程中，機器人如何代替人來完成檢測，是我們研發(fā)的主要目的?！币虼?，研發(fā)團隊還集成了可見光、紅外、溫濕度等多種檢測手段，讓機器人與設(shè)備能夠不需要“翻譯”順利“對話”，準確測得主變振動、溫濕度等數(shù)據(jù)，并在全國率先實現(xiàn)了機器人對室外局放的精準檢測。更重要的是，機器人可與廣東電網(wǎng)公司集控平臺融合對接，實現(xiàn)了與電網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)直接聯(lián)動，不僅實現(xiàn)了變電站、供電局、省級公司的遠端調(diào)度，而且讓采集到的所有數(shù)據(jù)都能到達集控中心，方便設(shè)備狀態(tài)的遠程分析。

市面上絕大多數(shù)巡檢機器人都使用集成化云臺，而廣東電網(wǎng)公司在研發(fā)階段就深植產(chǎn)品化思路，特別設(shè)計了模塊化云臺，使檢測傳感器可以DIY，不同功能的傳感器擁有標(biāo)準統(tǒng)一的接口，擴展安裝比更換手機電池更方便，變電站可以根據(jù)自身需求和不同場景進行組裝或是拆卸，實現(xiàn)個性化定制。節(jié)約成本、提高效率，這也是研發(fā)團隊為未來機器人大范圍普及做出的提前規(guī)劃。

目前，巡檢機器人每個月都在升級優(yōu)化。研發(fā)團隊正在研制紫外和局放傳感器，開展電纜隧道巡檢機器人、10kV配網(wǎng)帶電作業(yè)機械臂的研究工作，希望在電網(wǎng)輕作業(yè)方面有所突破，逐步實現(xiàn)機器代人、人機共融。