[发明专利]一种换流站直流场智能巡检机器人巡检路径规划方法有效

专利信息
申请号: 202010486160.7 申请日: 2020-06-01
公开(公告)号: CN111754083B 公开(公告)日: 2022-06-03
发明(设计)人: 普子恒;王子鸣;史星涛;吴田;黎鹏;方春华 申请(专利权)人: 三峡大学
主分类号: G06Q10/06 分类号: G06Q10/06;G06Q10/00;G06Q50/06;G06F30/23;G06F113/04
代理公司: 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人: 吴思高
地址: 443002 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 换流 直流 智能 巡检 机器人 路径 规划 方法
【说明书】:

一种换流站直流场智能巡检机器人巡检路径规划方法,根据换流站直流场设备布置,建立三维模型;利用有限元法进行恒定电场仿真,得到直流输电系统不同运行方式下的换流站直流场的空间电场分布;选择直流场典型位置利用高压直流电场测量装置进行实地测量,利用实测数值对仿真结果进行修正;根据修正后的机器人所处高度范围的直流场空间电场分布,规划智能机器人的巡检路径。本发明方法根据机器人所处高度范围的直流场空间电场分布,规划机器人的巡检路径,避开电场强度超过阈值的区域,保证巡检机器人的安全可靠运行。

技术领域

本发明涉及换流站智能巡检技术领域,具体涉及一种换流站直流场智能巡检机器人巡检路径规划方法。

背景技术

近年来越来越多的直流输电工程建成投运,换流站的运行维护对直流系统的安全稳定运行具有重要作用。换流站内直流场高压设备在运行过程中产生的电晕效应,运维人员在直流场巡视等过程中偶尔产生的毛发和皮肤的刺激感,可能会给常年工作在换流站内的换流站运维人员造成一定的心理负担和影响。随着人工智能的发展,换流站内越来越多的运用智能设备来进行日常的设备运维工作,例如在线监测系统和智能巡检机器人等。

换流站直流场设备种类较多,布置结构复杂,在运行中时常发生智能巡检机器人通讯中断、定位失败等问题,可能由于换流站内局部电场较大而产生影响。而目前的研究中更多关注直流场设备和金具表面电场分布,而对直流场空间电场分析较少,也没有结合机器人巡检路径的电场分析,缺乏智能机器人巡检过程中电磁环境的分析。

现有研究多数仅考虑直流场中金具表面电场强度,而没有分析空间电场分布及其对巡检机器人可能产生的影响。如果采用设备进行测量备选巡检路径上所有点的场强情况,由于换流站直流场面积大,全部实测耗时大,而且由于直流运行方式多,不可能专门为了实测场强而改变,因此需要根据运行调度安排进行多次测量,这不现实。

发明内容

针对上述技术问题,本发明提供一种换流站直流场智能巡检机器人巡检路径规划方法,根据机器人所处高度范围的直流场空间电场分布,规划机器人的巡检路径,避开电场强度超过阈值的区域,保证巡检机器人的安全可靠运行。

本发明采取的技术方案如下:

一种换流站直流场智能巡检机器人巡检路径规划方法,根据换流站直流场设备布置,建立三维模型;利用有限元法进行恒定电场仿真,得到直流输电系统不同运行方式下的换流站直流场的空间电场分布;选择直流场典型位置利用高压直流电场测量装置进行实地测量,利用实测数值对仿真结果进行修正;根据修正后的机器人所处高度范围的直流场空间电场分布,规划智能机器人的巡检路径。

一种换流站直流场智能巡检机器人巡检路径规划方法,包括以下步骤:

步骤1:根据换流站直流场的实际设备布置和结构尺寸,建立三维模型;

步骤2:根据步骤1建立的三维模型,进行网格剖分,施加电压载荷和边界条件,利用有限元法进行恒定电场仿真;

步骤3:在换流站直流场中巡检路径上,选取n个典型位置,利用高压直流电场测量装置进行测量;

步骤4:将巡检区域按照测量点划分为n个区域,然后利用步骤3的测量结果对仿真结果进行修正;

步骤5:根据步骤4修正后的空间电场值,结合需要巡检的设备位置,规划智能机器人的巡检路径。

所述步骤1中,换流站直流场中的设备包括:

正极性高压直流母线部分的主要设备,其包括第一出线套管、第一隔离开关、第一平波电抗器、第一绝缘支柱、第一避雷器、第一直流电流互感器、第一阻波器、第一龙门架;

负极性高压直流母线部分的主要设备,其包括第二出线套管、第二隔离开关、第二平波电抗器、第二绝缘支柱、第二避雷器、第二直流电流互感器、第二阻波器、第二龙门架;

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