基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法与流程

1.本发明涉及一种基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，属于电子围栏技术领域。


背景技术：

2.变电站作业开展需要预先设定安全作业区域。传统方法是采用安全围栏进行区域围挡，作业过程中，由监护人对作业人员进行监督和提醒。这种方法工作量大，效率不高。现有技术中虽涉及安全电子围栏，但是由于变电站中某些设备在作业过程中处于带电状态，其带电状态下所需要的安全距离与非带电状态不同。若设置的安全距离过远，不利于作业人员操作设备，但过近，无法起到保护作业人员的作用。而现有的安全电子围栏无法精准划分带电体所需安全区域，因此无法兼顾变电站中作业人员工作的效率和安全性。


技术实现要素：

3.本发明是提供一种基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，可精准划分带电体所需安全区域，保证人员工作安全的同时不影响其工作效率。
4.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：建立变电站三维立体模型，并根据所述模型，依据电子围栏模板设置初始电子围栏模型；获取变电站中设备的带电状态；若设备带电，则根据电力系统中不同电压等级所需最小安全距离和警告距离，计算所述设备的安全区域的三维轮廓模型和警告区域的三维轮廓模型；将该设备所述安全区域立体模型、警告区域立体模型与初始电子围栏模型进行空间相交，生成变电站三维电子围栏。
5.进一步地，所述变电站三维立体模型采用激光点云扫描技术进行构建。
6.进一步地，所述获取变电站中设备的带电状态包括以下步骤：通过调度自动化cim模型导入电网模型；根据电网模型中调度自动化周期性提供的e文件，以及cim模型定义，生成变电站调度自动化中的设备的带电状态；从变电站辅控系统和二次设备监测系统获取二次设备及辅助设备的带电状态；通过跨安全区数据交互，获取变电站调度自动化中的设备的数据，通过所述数据核实生成的带电状态；所述数据包括电压、电流、有功功率、开关状态以及油色谱、保护信息。
7.进一步地，所述跨安全区数据交互采用iec870-5-104协议。
8.进一步地，所述警告区域的三维轮廓模型包括一级警告区域立体模型和二级警告区域立体模型。
9.进一步地，所述安全区域立体模型、警告区域立体模型与初始电子围栏模型进行空间相交采用空间计算算法。
10.本发明通过获取变电站中设备的带电状态，建立安全区域的三维轮廓模型和警告区域的三维轮廓模型，并将所述三维轮廓模型与初始电子围栏模型进行空间相交，生成变电站三维电子围栏，从而精准划分带电体所需安全区域，保证人员工作安全的同时不影响
其工作效率。
具体实施方式
11.为了更好的理解本发明的实质，下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述。
12.本发明提供了一种基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，适用于变电站的三维电子围栏的设置， 具体包括以下步骤：步骤一、建立变电站三维立体模型，并根据所述模型，依据电子围栏模板设置初始电子围栏模型。
13.变电站通过激光点云扫描技术，构建高精度的变电站三维立体模型。在所述模型里定义了间隔、设备以及特定区域。根据变电站的电子围栏模板，以支持拖放的方式在变电站高精度三维模型上设置初始电子围栏区域。当变电站室内作业时，初始电子围栏在作业区域自动调整平面大小和形状以匹配间隔或单个屏柜的变电站三维立体模型，可以通过鼠标自由调整高度和形状。变电站室外作业时，该电子围栏在作业区域同样可以根据间隔或者地形区域大小生成初始电子围栏。
14.步骤二、获取变电站中的设备带电状态。
15.1、通过调度自动化cim模型导入电网模型；根据电网模型中调度自动化周期性提供的e文件，以及cim模型定义，生成变电站调度自动化中的设备的带电状态。
16.2、从变电站辅控系统和二次设备监测系统获取二次设备及辅助设备的带电状态。
17.3、采用iec870-5-104协议进行跨安全区数据交互，获取变电站调度自动化中的设备的数据，通过所述数据核实步骤1中生成的设备的带电状态。所述数据包括电压、电流、有功功率、开关状态以及油色谱、保护信息等。（确认或修改）步骤三、构建变电站三维电子围栏。
18.采用cesium引擎，加载步骤一中建立的变电站三维立体模型，若设备处于带电状态，则根据该设备的外形以及电力系统中不同电压等级的最小安全距离、一级警告距离和二级警告距离，计算带电设备安全区域的三维轮廓模型、一级警告的三维轮廓模型和二级警告距离的三维轮廓模型。再将所述安全区域立体模型、一级警告区域立体模型、二级警告区域立体模型与建立的初始电子围栏模型进行空间相交，通过空间计算算法，形成最终的变电站电子围栏。
19.当工人进行作业时，采用超宽带uwb终端设备获取其实时坐标位置。实时坐标位置包括经度、纬度和高程三种数据。根据变电站三维立体模型，实时计算该坐标位置是否在变电站三维电子围栏的安全区域内，若该坐标位置处于一级警告区域或二级警告区域内，则发出对应告警到施工区域附近的摄像头，并启动摄像头扬声器语音告警。
20.应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。


技术特征：
1.一种基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：建立变电站三维立体模型，并根据所述模型，依据电子围栏模板设置初始电子围栏模型；获取变电站中设备的带电状态；若设备带电，则根据电力系统中不同电压等级所需最小安全距离和警告距离，计算所述设备的安全区域的三维轮廓模型和警告区域的三维轮廓模型；将该设备所述安全区域立体模型、警告区域立体模型与初始电子围栏模型进行空间相交，生成变电站三维电子围栏。2.根据权利要求1所述基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，其特征在于：所述变电站三维立体模型采用激光点云扫描技术进行构建。3.根据权利要求1所述基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，其特征在于：所述获取变电站中设备的带电状态包括以下步骤：通过调度自动化cim模型导入电网模型；根据电网模型中调度自动化周期性提供的e文件，以及cim模型定义，生成变电站调度自动化中的设备的带电状态；从变电站辅控系统和二次设备监测系统获取二次设备及辅助设备的带电状态；通过跨安全区数据交互，获取变电站调度自动化中的设备的数据，通过所述数据核实生成的带电状态；所述数据包括电压、电流、有功功率、开关状态以及油色谱、保护信息。4.根据权利要求3所述基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，其特征在于：所述跨安全区数据交互采用iec870-5-104协议。5.根据权利要求1所述基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，其特征在于：所述警告区域的三维轮廓模型包括一级警告区域立体模型和二级警告区域立体模型。6.根据权利要求1所述基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，其特征在于：所述安全区域立体模型、警告区域立体模型与初始电子围栏模型进行空间相交采用空间计算算法。

技术总结
本发明公开了一种基于设备运行状态的变电站三维电子围栏的构建方法，包括以下步骤：建立变电站三维立体模型，并根据所述模型，依据电子围栏模板设置初始电子围栏模型；获取变电站中设备的带电状态；若设备带电，则根据电力系统中不同电压等级所需最小安全距离和警告距离，计算所述设备的安全区域的三维轮廓模型和警告区域的三维轮廓模型；将该设备所述安全区域立体模型、警告区域立体模型与初始电子围栏模型进行空间相交，生成变电站三维电子围栏。本发明可精准划分带电体所需安全区域，保证人员工作安全的同时不影响其工作效率。证人员工作安全的同时不影响其工作效率。


技术研发人员：李华 解凯 张高峰 王黎黎 文沛 叶昌荣 谷峰
受保护的技术使用者：南京南瑞继保工程技术有限公司
技术研发日：2020.09.24
技术公布日：2022/3/29