基于“视觉识别+人工智能” 配电终端实现全智能化检测

“智能配变终端(TTU)已全部就绪,测试开始!正在加载电压电流基本误差,开始执行;发送测试结果至后台系统,获取成功;测试报告上送成功;测试执行完成,发送TTU拔出命令;TTU拔出成功……”

3月12日,国网江苏电科院配电终端一体化智能检测流水线的系统界面上滚动着这样的信息。这里正有条不紊地进行着配电终端流水线式批量化检测,现场没有人工检测的身影。

配电终端质量管控至关重要 人工检测效率低风险高

配电自动化是智能配电网和泛在电力物联网建设的重要组成部分,配电自动化终端设备承担着智能感知、控制和边缘计算的角色。配电终端把传感器监测到的设备状态、运行环境、配电网运行状态等测控信息上传至主站系统,同时通过就地边缘计算实现设备状态评估、配电网运行状态评估、运行环境调控、故障预警/保护、故障隔离/恢复等智能感知和控制功能,并将结果上送至主站。配电终端作为配电自动化系统不可或缺的重要组成部分,在坚强智能电网和泛在电力物联网建设中起着至关重要的作用。

近年来江苏经济迅速发展,电力需求不断增长,对供电可靠性提出了更高的要求。为保障供电可靠性,江苏电网在全省范围大力开展配电自动化建设,配电终端需求量显著增长。2017~2018年,国网江苏省电力有限公司安装配电线路故障指示器超3万组,智能配变终端(TTU)15万台,今年将继续推进安装建设。

当前,配电自动化终端设备制造厂家众多,质量参差不齐。国网设备部在2017年发出通知,要求夯实本质安全物质基础,强化设备质量源头保障,严防设备“带病入网”,加强配电终端设备质量管控,严把设备入网关,确保设备零缺陷投运。然而,目前国内外针对配电终端检测,主要是采用人力搬运,手工接线,手动加量,人工读取记录以及人工判断检测结果。国内虽有在故障指示器检测上采用半人工半机械臂挂取的方式,自动化程度稍有提升,但整体上仍需要大量的人工参与,检测效率低、成本高、存在安全风险,自动化水平十分有限,检测业务全过程管控水平低,难以满足大批量配电自动化终端的全检需求。

从手工检测到 人工智能批量化流水线检测

按照国家电网有限公司及国网江苏电力的建设要求,江苏电科院积极探索检测新技术,严把质量关,提高检测效率,满足生产建设需要。江苏电科院葡京注册及配网技术室专业技术团队经过充分调研,反复研究论证,提出了采用视觉识别和人工智能先进技术来建设配电终端检测流水线的构思,从而实现配电终端检测的高效率、低成本、零风险。

历时一年,经历调研、构思、论证、设计、制造、安装、调试、试运行等环节,2月25日,世界首套基于视觉识别和人工智能技术的配电终端一体化检测流水线投运。该套流水线由智能配变终端(TTU)检测线、故障指示器(FI)检测线、智能立体仓储硬件设施和终端检测系统、检测业务管理软件系统构成,可满足年检智能配变终端30万台、故障指示器12万组的检测需求,实现了配电终端全过程、全项目、批量化并行检测,以及配电终端全业务一体化管控。

在收发货暂存区和智能仓储区,激光式自动导引叉车按指令从物流货车上将配电终端搬运至暂存货架指定库位,完成全部待检品卸货。接着,叉车接收中控室控制大脑指令和任务单,将暂存货架指定库位上的配电终端自动化运至入库口,扫码绑定周转箱,堆垛机主动响应系统指令自动运至指定仓位,管控平台下发检测任务,堆垛机自动寻找仓位搬运配电终端至输送线。

在智能配变终端(TTU)检测线区,智能配变终端视觉定位系统在工位自动拍照,计算出智能配变终端接口位置相对于参照位置的偏移量,数据传至专机中枢实现微米级定位,控制桁架手抓取转接头,精准插入智能配变终端接口后进行测试。智能感知系统感知测试完成后,自动拔出转接头,检测合格品回库,不合格品由桁架手挑出并计数,数量计满后自动返回指定仓位。

在故障指示器(FI)检测线区,故障指示器检测首先自动分离汇集单元和采集单元,双向精准定位采集单元,桁架手抓取采集单元送至挂取专机,专机中枢通过智能传感系统控制气动机构拨开弹簧压片,将其挂至测试杆进行测试。智能感知系统感知测试完成后,专机中枢再次智慧拨开弹簧压片,取下采集单元,放回周转箱回库,检测数据实时传送至管控平台,自动生成检测报告。

配电终端全业务一体化管控完成了终端检测系统、检测业务管理系统、配电自动化运维管理系统之间的关联和互动,实现了从检测申请、审批、受理、发货、运输、收货、入库、检测、报告出具、出库、配送、投退役、运行跟踪、状态评估等全过程、全流程、全寿命周期综合智能化管理。

突破核心技术 告别人工检测,安全性达到100%

智能配电终端是智能配电网“智能感知、数据融合、智能决策”的基础设备,承载着状态全面感知、数据高效处理、应用便捷灵活的作用,是建设坚强智能电网和泛在电力物联网的重要组成部分。

江苏电科院人工智能检测流水线建设负责人陈兵介绍,该套流水线充分采用了人工智能、物联网等先进技术,在检测关键技术上进行了创新,首次使用视觉识别定位系统实现了智能配变终端接口微米级误差的精准定位和自适应插接,突破了多形状接口、位置偏移差、2.5毫米针孔智能精准插接的技术瓶颈;首次通过人工智能将故障指示器弹簧压片智慧拨开,通过多维精准定位,实现自动挂取,解决了多形状采集单元兼容、压片4毫米缝隙定位、双向拉力均匀分配的技术难题。其核心技术具有完全自主知识产权,填补了国内外配电终端智能化检测的空白。

“该套人工智能检测流水线具有自适应、自学习、自诊断、兼容性强等特点。它实现了‘三个100’——检测效率提升了100倍,人工成本降低了100%,检测安全性达到了100%。”陈兵说。人工智能检测流水线的投运解决了传统人工检测低效率、高成本以及不同类型配电终端无法集成检测的技术难题,实现了配电终端运维管理、运行分析、检测等多系统之间的信息互联互动,满足了配电终端全寿命周期综合管理要求。

江苏电科院人工智能检测流水线的建成投运,将更加严格高效地保障配电终端入网质量,为全面推进配电自动化建设,提升配电自动化应用水平,提高配电网供电可靠性、供电质量和效率效益提供坚强保障。该套设备还为其他省级电力企业系统检测机构提供了借鉴样板,为终端设备制造厂家提供了产品质量验证平台,具有广阔的应用前景。

2019年,该套流水线将承担国网江苏电力18万台智能配电终端的全检业务,以全新的检测技术和检测模式保障效率和质量。同时,通过配电终端全业务一体化管控,江苏电科院将开展配电终端台账数据、检测数据、运行数据、维护数据等全业务数据归集和统一数据模型开发,建立数据共享系统平台,提升配电终端全业务链数据价值,实现共享应用。

关键词: 区块链, 人工智能

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基于“视觉识别+人工智能” 配电终端实现全智能化检测

作者:黄蕾 杨雄 陈兵  发布时间:2019-03-19   来源:电力网

“智能配变终端(TTU)已全部就绪,测试开始!正在加载电压电流基本误差,开始执行;发送测试结果至后台系统,获取成功;测试报告上送成功;测试执行完成,发送TTU拔出命令;TTU拔出成功……”

3月12日,国网江苏电科院配电终端一体化智能检测流水线的系统界面上滚动着这样的信息。这里正有条不紊地进行着配电终端流水线式批量化检测,现场没有人工检测的身影。

配电终端质量管控至关重要 人工检测效率低风险高

配电自动化是智能配电网和泛在电力物联网建设的重要组成部分,配电自动化终端设备承担着智能感知、控制和边缘计算的角色。配电终端把传感器监测到的设备状态、运行环境、配电网运行状态等测控信息上传至主站系统,同时通过就地边缘计算实现设备状态评估、配电网运行状态评估、运行环境调控、故障预警/保护、故障隔离/恢复等智能感知和控制功能,并将结果上送至主站。配电终端作为配电自动化系统不可或缺的重要组成部分,在坚强智能电网和泛在电力物联网建设中起着至关重要的作用。

近年来江苏经济迅速发展,电力需求不断增长,对供电可靠性提出了更高的要求。为保障供电可靠性,江苏电网在全省范围大力开展配电自动化建设,配电终端需求量显著增长。2017~2018年,国网江苏省电力有限公司安装配电线路故障指示器超3万组,智能配变终端(TTU)15万台,今年将继续推进安装建设。

当前,配电自动化终端设备制造厂家众多,质量参差不齐。国网设备部在2017年发出通知,要求夯实本质安全物质基础,强化设备质量源头保障,严防设备“带病入网”,加强配电终端设备质量管控,严把设备入网关,确保设备零缺陷投运。然而,目前国内外针对配电终端检测,主要是采用人力搬运,手工接线,手动加量,人工读取记录以及人工判断检测结果。国内虽有在故障指示器检测上采用半人工半机械臂挂取的方式,自动化程度稍有提升,但整体上仍需要大量的人工参与,检测效率低、成本高、存在安全风险,自动化水平十分有限,检测业务全过程管控水平低,难以满足大批量配电自动化终端的全检需求。

从手工检测到 人工智能批量化流水线检测

按照国家电网有限公司及国网江苏电力的建设要求,江苏电科院积极探索检测新技术,严把质量关,提高检测效率,满足生产建设需要。江苏电科院葡京注册及配网技术室专业技术团队经过充分调研,反复研究论证,提出了采用视觉识别和人工智能先进技术来建设配电终端检测流水线的构思,从而实现配电终端检测的高效率、低成本、零风险。

历时一年,经历调研、构思、论证、设计、制造、安装、调试、试运行等环节,2月25日,世界首套基于视觉识别和人工智能技术的配电终端一体化检测流水线投运。该套流水线由智能配变终端(TTU)检测线、故障指示器(FI)检测线、智能立体仓储硬件设施和终端检测系统、检测业务管理软件系统构成,可满足年检智能配变终端30万台、故障指示器12万组的检测需求,实现了配电终端全过程、全项目、批量化并行检测,以及配电终端全业务一体化管控。

在收发货暂存区和智能仓储区,激光式自动导引叉车按指令从物流货车上将配电终端搬运至暂存货架指定库位,完成全部待检品卸货。接着,叉车接收中控室控制大脑指令和任务单,将暂存货架指定库位上的配电终端自动化运至入库口,扫码绑定周转箱,堆垛机主动响应系统指令自动运至指定仓位,管控平台下发检测任务,堆垛机自动寻找仓位搬运配电终端至输送线。

在智能配变终端(TTU)检测线区,智能配变终端视觉定位系统在工位自动拍照,计算出智能配变终端接口位置相对于参照位置的偏移量,数据传至专机中枢实现微米级定位,控制桁架手抓取转接头,精准插入智能配变终端接口后进行测试。智能感知系统感知测试完成后,自动拔出转接头,检测合格品回库,不合格品由桁架手挑出并计数,数量计满后自动返回指定仓位。

在故障指示器(FI)检测线区,故障指示器检测首先自动分离汇集单元和采集单元,双向精准定位采集单元,桁架手抓取采集单元送至挂取专机,专机中枢通过智能传感系统控制气动机构拨开弹簧压片,将其挂至测试杆进行测试。智能感知系统感知测试完成后,专机中枢再次智慧拨开弹簧压片,取下采集单元,放回周转箱回库,检测数据实时传送至管控平台,自动生成检测报告。

配电终端全业务一体化管控完成了终端检测系统、检测业务管理系统、配电自动化运维管理系统之间的关联和互动,实现了从检测申请、审批、受理、发货、运输、收货、入库、检测、报告出具、出库、配送、投退役、运行跟踪、状态评估等全过程、全流程、全寿命周期综合智能化管理。

突破核心技术 告别人工检测,安全性达到100%

智能配电终端是智能配电网“智能感知、数据融合、智能决策”的基础设备,承载着状态全面感知、数据高效处理、应用便捷灵活的作用,是建设坚强智能电网和泛在电力物联网的重要组成部分。

江苏电科院人工智能检测流水线建设负责人陈兵介绍,该套流水线充分采用了人工智能、物联网等先进技术,在检测关键技术上进行了创新,首次使用视觉识别定位系统实现了智能配变终端接口微米级误差的精准定位和自适应插接,突破了多形状接口、位置偏移差、2.5毫米针孔智能精准插接的技术瓶颈;首次通过人工智能将故障指示器弹簧压片智慧拨开,通过多维精准定位,实现自动挂取,解决了多形状采集单元兼容、压片4毫米缝隙定位、双向拉力均匀分配的技术难题。其核心技术具有完全自主知识产权,填补了国内外配电终端智能化检测的空白。

“该套人工智能检测流水线具有自适应、自学习、自诊断、兼容性强等特点。它实现了‘三个100’——检测效率提升了100倍,人工成本降低了100%,检测安全性达到了100%。”陈兵说。人工智能检测流水线的投运解决了传统人工检测低效率、高成本以及不同类型配电终端无法集成检测的技术难题,实现了配电终端运维管理、运行分析、检测等多系统之间的信息互联互动,满足了配电终端全寿命周期综合管理要求。

江苏电科院人工智能检测流水线的建成投运,将更加严格高效地保障配电终端入网质量,为全面推进配电自动化建设,提升配电自动化应用水平,提高配电网供电可靠性、供电质量和效率效益提供坚强保障。该套设备还为其他省级电力企业系统检测机构提供了借鉴样板,为终端设备制造厂家提供了产品质量验证平台,具有广阔的应用前景。

2019年,该套流水线将承担国网江苏电力18万台智能配电终端的全检业务,以全新的检测技术和检测模式保障效率和质量。同时,通过配电终端全业务一体化管控,江苏电科院将开展配电终端台账数据、检测数据、运行数据、维护数据等全业务数据归集和统一数据模型开发,建立数据共享系统平台,提升配电终端全业务链数据价值,实现共享应用。

      关键词: 电力, 人工智能


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