楊連營 劉輝 江玉榮 汪霄祥 吳文兵 姚暉

摘 ? 要：程序化控制遠程操作已提出多年，但是，由于設備操作到位的可靠性得不到保障，一直沒有進行實質(zhì)性推廣。隨著傳感器和視頻感知識別技術(shù)的應用，為程序化控制解決了遠程操作第二源確認復核的問題。文章提出依靠人工智能圖像識別技術(shù)自動分合識別的方案，將其融合到程序化控制遠程操作的執(zhí)行步驟中，實現(xiàn)高效、可靠的順序化遠程隔離刀閘分合操作，將傳統(tǒng)的人工刀閘作業(yè)向自動化、智能化轉(zhuǎn)變，助力于故障處理的快速隔離，提高了電網(wǎng)運行的可靠性。

關(guān)鍵詞：程序化控制;遠程操作;圖像識別

1 ? ? 智能變電站程序化控制相關(guān)簡介

智能變電站程序化控制是指應用自動控制技術(shù)、傳感和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、狀態(tài)自動識別和智能判斷技術(shù)，將繁瑣、重復、易誤操作的傳統(tǒng)人工倒閘操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮黜椖寇浖A制、操作任務模塊式搭建、設備狀態(tài)自動判別、防誤聯(lián)鎖智能校核、操作步驟一鍵啟動、操作過程自動順序執(zhí)行的自動模式。實際上，變電站遠程倒閘操作技術(shù)已出現(xiàn)多年[1-2]，但由于設備安全得不到保障，無法判斷刀閘合分是否準確到位，未能滿足《電力安全生產(chǎn)規(guī)程》中“無法看到實際位置時，應有兩個及以上的指示，且所有指示均已同時發(fā)生對應變化，才能確認該設備已操作到位”的要求，而未獲實質(zhì)性推廣。

傳感器技術(shù)和圖像識別技術(shù)在設備分類和狀態(tài)判別方面的應用[3-4]，推動了程序化控制技術(shù)的應用。本文通過研究圖像視頻識別技術(shù)，研究基于圖像識別的一種分合識別判斷方法，為遠程程序化控制設備分合操作到位情況提供雙確認方法，滿足安全操作要求。

2 ? ?方案設計

2.1 ?系統(tǒng)功能架構(gòu)

首先，接收視頻分析確認單元發(fā)來的操作票，匹配平臺存儲的操作票，實時狀態(tài)展示在監(jiān)控平臺上，再根據(jù)傳上來的遙控選擇或遙控操作命令去切換視頻面面，同時，顯示遙控操作的視頻分析結(jié)果，如圖1所示。

功能分解：（1）通過軟件接口對接解析規(guī)約，將操作票信息通過通讀協(xié)議傳輸至視頻監(jiān)控平臺。（2）將傳輸來的順控操作系統(tǒng)選擇或遙控操作傳輸至視頻監(jiān)控平臺。（3）當傳來遙控操作命令時，讀取設備點號，配對設備對應攝像頭，通過攝像機抓取視頻圖像并調(diào)取視頻分析服務器，調(diào)用算法分析識別設備狀態(tài)，并將識別結(jié)果通過隔離裝置返回至順控操作單元后臺服務器。同時，將分析結(jié)果上傳至視頻監(jiān)控平臺。（4）在站端視頻分析確認單元，通過視頻算法識別順控操作中的設備狀態(tài)，將分析結(jié)果返回給順控操作單元，為順控操作提供一種非同源確認信號，實現(xiàn)了順控操作雙確認功能。

2.2 ?雙確認流程

圖像識別結(jié)果作為刀閘分合輔助判據(jù)，不需要對運行設備進行停電處理，減少人員現(xiàn)場再次確認，可實現(xiàn)靜態(tài)、動態(tài)實時遠程監(jiān)視，提高設備的遠程監(jiān)管。順控操作單元與智能設備監(jiān)控系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互采用DISA協(xié)議實現(xiàn)，具體流程如圖2所示。

3 ? ?視頻技術(shù)應用與分析

斷路器翻字牌、開關(guān)刀閘等一次設備可通過視頻識別算法進行自動識別，并將識別結(jié)果通過隔離裝置發(fā)送給順控操作系統(tǒng)主機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，完成視頻確認功能。

3.1 ?斷路器視頻分析

斷路器視頻分析對象是翻字牌，通過攝像頭獲得操作機構(gòu)翻字牌的圖像，抓拍圖片時確保能完整清晰地看到翻字牌文字信息。首先，定位到翻字牌的最小區(qū)域;其次，分析翻字牌圖像的顏色與內(nèi)容;最后，根據(jù)翻字牌是綠底白面的“分”字還是紅底白面的“合”字進行分析。如為前者則判斷狀態(tài)為“分”，如為后者則判斷狀態(tài)為“合”，結(jié)果保存圖片和返回值到指令，具體如圖3所示。

3.2 ?隔離刀閘視頻分析

隔離刀閘視頻分析方法根據(jù)刀閘臂兩邊的絕緣子來框定分析區(qū)域，進而獲得刀閘臂的狀態(tài)，兩個絕緣子間的刀閘臂的長度如果組成一根直線則判斷刀閘現(xiàn)在的狀態(tài)為連通，即為“合”，如圖4所示待分析“合”狀態(tài)，如果絕緣子間沒有刀閘臂組成的直線則判斷刀閘狀態(tài)為斷開，即為“分”，分析過程如圖4所示。

4 ? ?結(jié)語

程序化控制是變電運行傳統(tǒng)操作方式的重要變革，它的實施可以提升操作效率和安全性，減少停電事件，提高了電網(wǎng)可靠性。高清視頻可作為現(xiàn)場設備狀態(tài)判別的手段維護性好，安裝、改造實施部署方便，且一般不會發(fā)生由于視頻攝像機自身損壞導致一次設備停電檢修，增加額外的運維成本和運維工作量的事件，推廣性強。下一步繼續(xù)完善各類程序化控制的一次設備判斷識別算法，同時，進一步提高分合識別準確性，進一步減少遠程復核工作量。

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[3]蔣樹強，閔巍慶，王樹徽.面向智能交互的圖像識別技術(shù)綜述與展望[J].計算機研究與發(fā)展，2016（1）：113-122.

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