[发明专利]基于微气象感知的电力设备状态监测预警方法与系统

说明书

本申请提出一种基于微气象感知的电力设备状态监测预警方法与系统，该方法采用通过双目摄像头形成深度图像识别电力设备外部形貌，并结合微气象感知分析电力设备故障演化过程，对电力设备放电、外部破坏等情况进行预警，为提升我国电力设备在大风、高温、高寒、风雪等天气下的运行安全裕度提供技术支撑。

技术领域

本申请属于电力运检技术领域，涉及基于微气象感知的电力设备状态监测预警方法与系统。

背景技术

电网覆盖范围广阔，在大风、高温、高寒、风雪等天气条件下，输电线路、变电站中各电力设备会受到多种天气因素的影响，发生破坏和放电，影响电力稳定传输。以输电线路绝缘子覆冰闪络为例，研究表明冰闪主要是由绝缘子上覆冰引起的，绝缘子覆冰形态、厚度、融冰状态等对绝缘子冰闪影响较大，因此实时监测绝缘子覆冰对预警预防冰闪事故发生，具有重要的研究意义与实际意义。类似的，异常天气也会导致电力设备发热、大幅振动等现象，而实时的监测对预防发热、覆冰、振动等导致的设备放电、破坏等故障有重要意义。

从已有的设备研究来看，在发生覆冰、发热、振动等情况后，目前采取的手段还往往停留在通过无人机、边缘终端设备观测后再人工判断，或在事故发生后再进行补救，对设备在微气象影响下的事故监测预警研究较少。以高压线路覆冰情况为例，对微气象影响下，绝缘子覆冰闪络、线路脱冰跳跃、线路舞动等情况的预警手段较为匮乏，也缺少对设备覆冰程度的可靠判断标准。传统针对电力设备故障的预警分析方法依赖人工判断，海量的监测数据造成了人工预警效率的低下，实时的微气象分析对于设备状态预警有较高的参考价值。亟待提出基于微气象实时感知与经验函数预测的极端天气状态下电力设备故障预警装置。

发明内容

本发明提供一种基于微气象感知的电力设备状态监测预警方法与系统，通过双目摄像头形成深度图像识别电力设备外部形貌，并结合微气象感知分析电力设备故障演化过程，对电力设备放电、外部破坏等情况进行预警，为提升我国电力设备在大风、高温、高寒、风雪等天气下的运行安全裕度提供技术支撑。

本发明一方面的实施例提供一种基于微气象感知的电力设备状态监测预警方法，包括以下步骤：

S1、实时获取电力设备环境图像，利用训练好的目标识别算法模型，提取图像中的目标电力设备，得到目标电力设备的三维深度图像；

S2、计算所提取目标电力设备的三维深度图像中的坐标，对所述目标电力设备的坐标进行积分，计算相邻两时刻的积分差值，得出目标电力设备的覆冰量；

S3、获取目标电力设备的微气象环境数据，结合得出的覆冰量，判断目标电力设备的当前覆冰类型；

S4、获取目标电力设备的历史故障数据和当前电力数据，根据当前电力数据与历史故障数据的拟合曲线，预测目标电力设备在当前覆冰类型下的潜在故障；根据故障发生的可能性大小发出预警信息。

在本申请提供的基于微气象感知的电力设备状态监测预警方法中，通过图像识别提取二维图像中电力设备目标，通过深度图像计算获取电力设备的三维模型；通过微气象感知结合电力设备形貌动态劣化过程，以及电力设备历史故障数据，推演电力设备故障演化过程，预警电力设备故障缺陷发生的时间与故障程度。方法简单、易于实施，能够有效的对覆冰量进行量化分析，更精准的对故障发生的可能性和变化趋势进行预测，防范于未然，有效提升我国电网企业对覆冰等极端天气条件下的输电线路智能化运维管理水平。

优选的，在S2中，计算所提取目标电力设备的三维深度图像中的坐标，还包括以下步骤：S201、在深度图像成像前对双目摄像头的内参数矩阵与外参数矩阵进行标定，得出相机内外参矩阵；S202、根据得出的相机内外参矩阵，对双目摄像头拍摄的目标电力设备进行立体匹配；S203、根据二维图像坐标与三维图像坐标的对应关系，获得在三维深度图像中目标电力设备的坐标。