2023智慧新能源軟件智能遠程點巡檢系統(tǒng)

智慧新能源軟件產(chǎn)品方案智慧新能源軟件產(chǎn)品（四）智慧電廠軟件產(chǎn)品應(yīng)用功能設(shè)計（基于大數(shù)據(jù)的三維虛擬點巡檢系統(tǒng)）湖南大唐先一科技股份有限公司2021.101產(chǎn)品設(shè)計背景點巡檢管理系統(tǒng)提供專業(yè)設(shè)備點巡檢平臺，通過對設(shè)備重要位置的巡檢，檢測，收集設(shè)備運行狀況，可以掌握設(shè)備故障的初期信息，以便及時采取對策，將故障消滅在萌芽階段，避免設(shè)備的保養(yǎng)維修不足或保養(yǎng)檢修過剩，提高設(shè)備的利用率，運行的可靠性、降低維修成本。傳統(tǒng)點巡檢系統(tǒng)由點巡檢人員采用巡檢儀、移動設(shè)備App等終端，親臨設(shè)備安裝現(xiàn)場開展點巡檢工作，通過檢儀器的檢測和人員的主觀判斷手段進行，并將檢測數(shù)據(jù)和判斷的結(jié)果輸入巡檢終端，由巡檢終端將數(shù)據(jù)傳輸至點巡檢管理系統(tǒng)實現(xiàn)點巡檢功能。隨著新能源分布式電站的大量投運，區(qū)域遠程集控運行管理，受運維人員少人值班、場站設(shè)備偏遠等條件影響，傳統(tǒng)點巡檢方式已無法滿足新能源分布式電站無人值班、集中運維的要求。如大型分布式光伏電站、分布式風電場、海上風電等場景?；谔摂M點巡檢系統(tǒng)產(chǎn)品為解決新能源分布式電站點巡檢設(shè)計。采用三維地圖場景展示實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)場安裝的攝像頭、巡檢機器人、智能傳感器代替巡檢儀和人工判讀，利用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，采用地圖虛擬真實場景模擬現(xiàn)場巡檢。基于大數(shù)據(jù)的三維地圖的虛擬巡檢系統(tǒng)，采用大數(shù)據(jù)分析功能，利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)、安裝制造、技術(shù)標準等多維數(shù)據(jù)建立分析模型，實現(xiàn)了傳統(tǒng)點巡檢系統(tǒng)無法實現(xiàn)功能。實現(xiàn)被點巡設(shè)備的運行趨勢判斷，開展設(shè)備健康狀態(tài)評價?；诖髷?shù)據(jù)的三維地圖的虛擬巡檢系統(tǒng)，利用三維地圖場景，解決現(xiàn)場精密點檢人員缺乏、管理不到位，設(shè)備分布廣泛或不適應(yīng)開展日常點巡檢的場景?；诖髷?shù)據(jù)的三維地圖的虛擬巡檢系統(tǒng)利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)真正做到親臨現(xiàn)場點巡檢的應(yīng)用。2智慧虛擬點巡檢概念設(shè)備點巡檢是定時對重要設(shè)備進行周期性巡視，掌握設(shè)備運行狀態(tài)與趨勢，預(yù)防設(shè)備故障發(fā)生。電力生產(chǎn)類密集型企業(yè)，設(shè)備故障會將影響安全生產(chǎn)，帶來巨大損失。通過日常點巡檢，有效預(yù)防設(shè)備故障，是最有效保障安全生產(chǎn)管理手段。設(shè)備點檢巡檢管理系統(tǒng)建立點檢任務(wù)模式，保證點檢監(jiān)測的正常有效進行，該系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備點檢數(shù)據(jù)匯總分析功能，異常數(shù)據(jù)通知功能，及時反饋設(shè)備故障信息，為設(shè)備維修人員提供信息提示；通過有效的點檢管理，可預(yù)防機械設(shè)備工作可靠性下降和故障的發(fā)生，提高設(shè)備生產(chǎn)率，降低設(shè)備運轉(zhuǎn)費用和維修費用。傳統(tǒng)點巡檢系統(tǒng)是以點檢定修制為理論基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)設(shè)備管理的現(xiàn)狀，采用了數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、紅外測溫、振動測量、轉(zhuǎn)速測量、身份識別等先進的軟、硬件技術(shù)，將設(shè)備的點檢管理、缺陷管理、數(shù)據(jù)分析處理、設(shè)備檔案管理、現(xiàn)場作業(yè)管理和工作質(zhì)量考核等有效地集成在一個管理平臺。傳統(tǒng)點巡檢系統(tǒng)包含巡檢資料庫、巡檢規(guī)劃方式、巡檢資料收集、巡檢分析等部分。采用巡檢儀實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，通過巡檢管理平臺實現(xiàn)日常點巡檢功能。虛擬巡檢系統(tǒng)，利用發(fā)電場站實景虛擬地圖三維場景，結(jié)合生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)，同時利用生產(chǎn)現(xiàn)場智能攝像頭、智能傳感器、巡視機器人等獲取現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)和實景圖像音影數(shù)據(jù)。在場站實景三維中實現(xiàn)巡檢功能。巡檢路線按虛擬三維場景規(guī)劃，自動生成巡檢報告。報告內(nèi)容包含點巡檢數(shù)據(jù)、現(xiàn)場實景圖像音影、歷史趨勢變化數(shù)據(jù)和分析功能?；诖髷?shù)據(jù)的三維地圖的虛擬巡檢系統(tǒng)，擺脫傳統(tǒng)現(xiàn)場實施的點巡檢方式，可在三維實景地圖中實現(xiàn)傳統(tǒng)的點巡檢功能；利用大數(shù)據(jù)和三維地圖相結(jié)合，自動實現(xiàn)點巡檢數(shù)據(jù)獲取和巡檢路徑規(guī)劃；利用大數(shù)據(jù)分析功能，實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)的分析和點巡檢報告功能?；诖髷?shù)據(jù)的三維地圖的虛擬巡檢系統(tǒng)，在三維地圖中直接驅(qū)動智能攝像頭、智能傳感器、巡視機器人實現(xiàn)巡檢，同時與巡檢無人機、無人船實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)共享；三維地圖的虛擬巡檢系統(tǒng)可結(jié)合現(xiàn)場實際巡檢、PC端虛擬巡檢和VR眼鏡巡檢功能。實現(xiàn)設(shè)備巡檢和點檢功能。3軟件主要實現(xiàn)的功能3.1三維地圖場景虛擬平臺對于電站室內(nèi)場景，可采用三維掃描方式構(gòu)建實景三維地圖，按照設(shè)計院CAD圖紙和現(xiàn)場取景為基礎(chǔ)，通過對主要設(shè)備進行三維建模，形成高精度、等比例的三維模型，構(gòu)建與物理電廠一致的虛擬地圖電廠。包括邊界場景、設(shè)備布置、安全設(shè)施等三維立體展示整個場景中物理分布狀況。以自然、全景式、實體化、融合的三維虛擬現(xiàn)實環(huán)境。如實地描述和反映設(shè)備的實體關(guān)系，滿足精確的實體、位置和層級描述，提供準確的全景展示。如：GIS高壓室、主變場、保護室、高壓配電室、風機機艙、逆變器室等。新能源光伏發(fā)電單元三維地圖場景，因光伏組件巡檢采用無人機巡檢方式，實際人工巡檢僅巡視匯流箱、逆變器和箱變，因此光伏組件園區(qū)采用簡化地圖方式，匯流箱、匯流箱、逆變器和箱變采用實景地圖標識。新能源光伏風機分布三維地圖場景，同樣采用簡化地圖方式，風機的塔筒、機艙采用采用實景地圖標識。水電站發(fā)電機層、水輪機層、水泵層、電纜層、廊道層等按實際需求可選擇采用實景地圖模式或簡化地圖方式。3.2三維場景數(shù)據(jù)展現(xiàn)3.2.1設(shè)備點巡檢數(shù)據(jù)展現(xiàn)基于三維地圖上設(shè)備運行的數(shù)據(jù)展示，實現(xiàn)虛擬點巡檢功能。在已建立的虛擬地圖電站場景基礎(chǔ)上，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和運維制造數(shù)據(jù)的實時展示功能，包括發(fā)電機組、輔助設(shè)備、配電設(shè)備、風電機組、逆變器、匯流箱、箱變、主變設(shè)備等主要生產(chǎn)運行實時數(shù)據(jù)；同時展示其管理數(shù)據(jù)和運維制造數(shù)據(jù)，包括兩票、運維、定期工作數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)和制造數(shù)據(jù)，相應(yīng)設(shè)備的技術(shù)標準等。數(shù)據(jù)展現(xiàn)的模式采用熱點激活模式。在地圖相應(yīng)的設(shè)備區(qū)域，設(shè)置激活區(qū)域，分別展示不同類別的數(shù)據(jù)，達到巡檢數(shù)據(jù)查看與獲取的目的。使用鼠標在熱點區(qū)域懸停、點擊，或采用VR眼鏡行為識別即可激活數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。實際設(shè)備運行場景數(shù)據(jù),在三維地圖場景中通過熱點聯(lián)動攝像頭、智能傳感器、巡檢機器人等方式獲取實際場景數(shù)據(jù)。3.2.2設(shè)備點巡檢數(shù)據(jù)來源虛擬巡檢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取，通過虛擬點巡檢系統(tǒng)，可直接獲取現(xiàn)場實時生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和運維制造數(shù)據(jù)。實現(xiàn)自動生成點巡檢報告和設(shè)備分析報告。虛擬巡檢系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)還包括歷史數(shù)據(jù)、技術(shù)標準等數(shù)據(jù)，開展設(shè)備運行狀態(tài)分析功能，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)健康評估與態(tài)勢分析。虛擬巡檢系統(tǒng)通過三維地圖場景中熱點聯(lián)動攝像頭、智能傳感器、巡檢機器人等方式，獲取生產(chǎn)現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，可按圖片、視頻、聲音、環(huán)境溫度等方式進行保存。形成點巡檢歷史數(shù)據(jù)。便于查詢和調(diào)用。3.3三維虛擬巡檢系統(tǒng)架構(gòu)基于大數(shù)據(jù)的三維地圖的虛擬巡檢系統(tǒng)總體架構(gòu)包含基礎(chǔ)平臺、網(wǎng)絡(luò)通道和業(yè)務(wù)應(yīng)用三大部分。其中基礎(chǔ)平臺是實現(xiàn)虛擬巡檢的基本平臺，網(wǎng)通通信部分是巡檢通信鏈路部分，業(yè)務(wù)應(yīng)用是巡檢的具體應(yīng)用。（1）基礎(chǔ)平臺包含三維地圖、數(shù)據(jù)平臺和其他資源平臺三維地圖平臺是實現(xiàn)虛擬巡檢的載體基礎(chǔ)，即所有的巡檢業(yè)務(wù)是基于三維平臺實施，利用三維地理平臺實現(xiàn)現(xiàn)場點巡檢功能；數(shù)據(jù)平臺是包含了巡檢過程中需要分析查詢的數(shù)據(jù)源，包含生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)、日常管理數(shù)據(jù)、運維制造數(shù)據(jù)、技術(shù)指標數(shù)據(jù)等，是開展點巡檢分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；資源平臺是提供巡檢數(shù)據(jù)的重要來源，包含環(huán)境數(shù)據(jù)和其他運行相關(guān)的數(shù)據(jù)等。（2）網(wǎng)絡(luò)與路徑包含點巡檢網(wǎng)絡(luò)通道、點巡檢路徑、點巡檢計劃網(wǎng)絡(luò)通道是實現(xiàn)虛擬點巡檢系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)支持部分，包括點檢數(shù)據(jù)通信；三維地圖平臺數(shù)據(jù)通信、無人機巡檢、攝像頭及其他系統(tǒng)等的數(shù)通信；點巡檢路徑在虛擬地圖中確定點巡檢具體點巡檢路線和路徑圖，實現(xiàn)最佳巡檢路線，路徑包含常規(guī)巡檢路徑和隨機巡檢路徑；點巡檢計劃確定不同點巡檢角色的巡檢計劃表，包含巡檢的任務(wù)、周期、巡檢方式等，依照巡檢角色不一樣確定的任務(wù)計劃不一樣。業(yè)務(wù)應(yīng)用部分包括巡檢手段、巡檢內(nèi)容和巡檢范圍巡檢手段是根據(jù)不同角色可選擇不同的點巡檢手段實施巡檢，包含在虛擬地圖中可采用巡檢的任務(wù)、周期、巡檢方式等，依照巡檢角色不一樣確定的任務(wù)計劃不一樣。巡檢手段包含以下內(nèi)容：虛擬地圖巡檢：在虛擬地圖中實現(xiàn)點巡檢功能，巡檢數(shù)據(jù)的獲取利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)源獲取，按照虛擬點巡檢路線開展巡檢任務(wù)。通過激活虛擬地圖中熱點，獲取和保存巡檢環(huán)境量和其他系統(tǒng)的巡檢數(shù)據(jù)。VR/AR巡檢：利用VR/AR眼鏡實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實方式巡檢，采用VR/AR手勢等行為識別功能觸發(fā)數(shù)據(jù)熱點或獲取點巡檢數(shù)據(jù)源。按虛擬巡檢路線開展巡檢任務(wù)。巡檢儀巡檢：支持傳統(tǒng)巡檢儀現(xiàn)場巡檢，巡檢結(jié)果將在系統(tǒng)展示查詢。手機APP巡檢：利用手機APP可實現(xiàn)現(xiàn)場巡檢或虛擬地圖巡檢。攝像頭、機器人與無人機：利用虛擬地圖中的熱點場景，支持單點巡檢模式，并可調(diào)用虛擬地圖中攝像頭、巡檢機器人進行巡檢，可查詢無人機巡檢結(jié)果。3.4三維虛擬巡檢系統(tǒng)功能3.4.1虛擬地圖數(shù)據(jù)展示、導航與漫游功能虛擬點巡系統(tǒng)可為電站提供全景電站VR虛擬現(xiàn)實漫游功率，按照預(yù)定的路徑實時展示生產(chǎn)設(shè)備實時數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)矢量放大縮小和全景預(yù)覽?？赏ㄟ^查詢功能實現(xiàn)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的趨勢查尋、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)查詢已經(jīng)生產(chǎn)設(shè)備的資料、技術(shù)標準等查詢下載。導航功能可通過虛擬實景電子地圖，實現(xiàn)快速導航，可瀏覽虛擬地圖中電站實際設(shè)備的布置狀況，設(shè)備運行狀態(tài)等信息，并利用虛擬仿真技術(shù)，展現(xiàn)電站生產(chǎn)實況。還可實現(xiàn)故障點全景位置圖，迅速設(shè)備定位故障點。實現(xiàn)快速路徑導航。3.4.2其他系統(tǒng)的聯(lián)動虛擬地圖實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的通信功能和數(shù)據(jù)融合功能，利用虛擬地圖設(shè)備熱點激活功能，可驅(qū)動虛擬地圖中的攝像機、巡檢機器人等設(shè)備。實現(xiàn)巡檢過程中設(shè)備聯(lián)動，抓拍設(shè)備運行實時圖片，錄制音視頻功能等，將數(shù)據(jù)直接儲存，并作為巡檢資料。虛擬地圖實現(xiàn)了與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合功能，如SCADA系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)、消防報警、天氣預(yù)報、水情測報、功率預(yù)測等系統(tǒng)?？芍苯釉谔摂M場景中讀取，并作為巡檢資料。3.4.3點巡檢功能提供運維人員在虛擬場景中日常巡檢功能，并實現(xiàn)電站巡檢場景展示和數(shù)據(jù)獲取。提供點檢專業(yè)人員點檢功能，可提供調(diào)用虛擬場景中的攝像機、巡檢機器人、智能傳感器等設(shè)備，獲取點檢數(shù)據(jù)，實現(xiàn)專業(yè)點檢功能。提供各級管理人員的無定期點巡檢功能。實現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)狀況的監(jiān)督、查詢功能，可通過虛擬地圖導航功能，快速實時查詢現(xiàn)場生產(chǎn)狀況，日常點巡檢狀態(tài)、兩票執(zhí)行情況、定期工作與日常運維情況。并可臨時提供作業(yè)現(xiàn)場作業(yè)攝像頭的監(jiān)督功能。4數(shù)據(jù)源采集與其他系統(tǒng)聯(lián)動4.1生產(chǎn)類實時數(shù)據(jù)生產(chǎn)類實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)采用從集控中心或數(shù)據(jù)平臺獲取，對于未建成集控中心和數(shù)據(jù)平臺的場站，采用從現(xiàn)場生產(chǎn)類系統(tǒng)獲取，生產(chǎn)數(shù)據(jù)包含運行全部數(shù)據(jù)或部分數(shù)據(jù)，如SCADA系統(tǒng)類發(fā)電相關(guān)數(shù)據(jù)，電流、電壓、功率類等；監(jiān)測系統(tǒng)的類的溫度、壓力、振動數(shù)據(jù)；環(huán)境監(jiān)測類的降雨、輻射、風速、溫度等預(yù)測數(shù)據(jù)等；4.2生產(chǎn)管理類數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)包含檢修維護試驗數(shù)據(jù)，來源于兩票、缺陷、工程、運維等信息系統(tǒng)。包含日常運維記錄、制造安裝記錄、試驗報告等，生產(chǎn)管理類屬于用于在點巡檢系統(tǒng)中進行設(shè)備分析評價、生產(chǎn)監(jiān)督管理等作用。用于精細化分析電站生產(chǎn)經(jīng)營管理的指標分析。生產(chǎn)管理類數(shù)據(jù)一般來源于其他生產(chǎn)管理系統(tǒng)。多數(shù)屬于非機構(gòu)化數(shù)據(jù)類型，再使用前需要進行數(shù)據(jù)治理工作，形成機構(gòu)化的數(shù)據(jù)。生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)還包括管理制度類數(shù)據(jù)。設(shè)備管理類數(shù)據(jù)同時包含其他具有點巡檢管理功能系統(tǒng)，如無人機尋檢平臺、機器巡檢平臺、無人船巡檢平臺等。4.3生產(chǎn)技術(shù)類數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)類數(shù)據(jù)指設(shè)備制造、試驗和行業(yè)技術(shù)規(guī)范標準、制度包含檢修維護試驗數(shù)據(jù)，生產(chǎn)技術(shù)類數(shù)據(jù)主要用于評判設(shè)備運行狀況，符合制造標準和行業(yè)標準。是開展精密點檢、設(shè)備健康狀態(tài)分析評價標準。主要為專業(yè)點檢員提供精密點檢提供專業(yè)技術(shù)支持。4.4生產(chǎn)環(huán)境類數(shù)據(jù)生產(chǎn)環(huán)境類數(shù)據(jù)是指設(shè)備實時運行環(huán)境，如環(huán)境溫濕度、設(shè)備外觀、振動擺渡、聲音等運行環(huán)境數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)用于判斷設(shè)備實時運行趨勢。掌握設(shè)備運行環(huán)境滿足要求。這類數(shù)據(jù)源主要來源于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、攝像頭、智能傳感器。用于判斷設(shè)備運行環(huán)境狀態(tài)滿足要求，提供設(shè)備安全穩(wěn)定運行。主要為巡檢運維人員提供設(shè)備巡檢服務(wù)。4.5系統(tǒng)接口聯(lián)動4.5.1視頻監(jiān)視系統(tǒng)接口聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動，采用虛擬地圖熱點驅(qū)動方式，聯(lián)動巡檢攝像頭，獲取音視頻數(shù)據(jù)，并將音視頻數(shù)據(jù)儲存作為點巡檢資料，并對攝像頭都照片中盤表數(shù)據(jù)、數(shù)字表數(shù)據(jù)進行提取保存，作為設(shè)備點巡檢數(shù)據(jù)。包含溫度、壓力、電流、電壓等數(shù)據(jù)4.5.2巡檢機器人平臺接口聯(lián)動巡檢機器人的系統(tǒng)的聯(lián)動，采用虛擬地圖熱點驅(qū)動方式，直接獲取巡檢機器人系統(tǒng)中的巡檢數(shù)據(jù)，作為巡檢報告數(shù)據(jù)，同時可直接驅(qū)動巡檢機器人進行規(guī)劃路徑巡檢或設(shè)備定點巡檢，直接讀取巡檢機器人的巡檢數(shù)據(jù)，作為虛擬點巡檢的資料。4.5.3智能設(shè)備或傳感器聯(lián)動采用虛擬地圖熱點驅(qū)動方式，直接驅(qū)動現(xiàn)場安裝的智能設(shè)備，獲取點巡檢必須的數(shù)據(jù)，彌補現(xiàn)場監(jiān)控不足的問題，如智能溫度傳感器、智能振動傳感器、積塵傳感器、水位傳感器、濕度傳感器、無線攝像頭、智能聲音采集器、智能煙霧傳感器、SF6濃度傳感器等；通過智能設(shè)備或智能傳感器，完善點巡檢監(jiān)測數(shù)據(jù)，代替現(xiàn)場點巡檢人員感知功能，全面實現(xiàn)全數(shù)據(jù)采集巡視功能。4.5.4安防警示系統(tǒng)聯(lián)動采用虛擬巡檢方式可直接聯(lián)動現(xiàn)場部署的安全警示系統(tǒng)，在發(fā)現(xiàn)重大缺陷、火災(zāi)等過程中實現(xiàn)報警功能。采用虛擬地圖熱點確認啟動方式，實現(xiàn)現(xiàn)場點巡檢發(fā)現(xiàn)