新金融网：近些年来，中国的国民经济的高速持续发展，电力作为各行业发展的基础,输电线路长度和变电站数量紧跟着急剧上升。传统的电力设备巡检工作，依靠人工定期巡视设备状态,保证变电站日常安全运行。在高原、戈壁等特殊地理条件或如大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等极端天气发生后，人工无法及时巡检，并且受条件限制巡检存在较大安全风险，此时变电站一旦发生意外事故，决策者因无法及时获取直观的现场信息，往往会贻误最佳处理事故的时机, 造成不必要的经济损失甚至人员伤亡等重大的事故。电力设备的运维自动化和现代化已日益显示出其迫切性，为了解决上述问题各家公司进行了数万次的尝试，目前从效果来看“易达图灵”的全覆盖检测方案效果最为明显。
随着科学技术的发展，智能变电站建设技术越来越成熟，电力机器人能代替或辅助人工进行巡检，提高工作效率,降低劳动强度，减少作业风险, 已经成为国家电网对智能变电站建设的规范内容之一。
行业现状
信息检测系统作为机器人的重要组成部分，在代替人工巡视过程中，占据了十分重要的地位。目前的信息检测系统主要基于视觉传感器，如CCD、CM0S等，获取电力设备特定位置的图像信息,通过人工对图像进行处理、分析，检测出设备当前的状态。
现有的基于变电站巡检机器人的智能检测系统，存在以下几个特点：
(1)功能单一。现有的电力设备视觉检测系统，往往只具备几个特殊设备的检测功能, 如电力高压断路器开关合分状态的自动图像识别与监测、基于红外检测的变电站刀闸模式识别等。显然,上述几个特殊设备的状态检测，无法满足对变电站所有设备状态的检测，继而也无法实现完全代替人工巡视的功能。
(2)仅依靠单幅图像检测结果判断设备状态，可靠性差。现有的视觉检测模块，只将单幅图像的设备状态检测结果给出，并没有参考人工巡检时，从多个角度确认设备状态 的巡检方式。因此，图像检测的结果就直接影响了机器人状态检测的可靠性,而由于室外环境下，图像质量、光照影响等多种因素导致，较难实现图像检测的完全可靠。因此，单纯依靠单幅图像处理结果,现有的视觉检测系统的可靠性无法保证。
(3)图像信息采集方式对机器人定位精度依赖性大。现有的视觉检测方式,大都采用固定点检测，即机器人每次巡检都会停靠在固定位置，设定云台到固定位置进行设备图 像的采集，由于机器人移动平台机械误差、云台重复定位误差等因素，目标设备不能保证准 确的出现在图像视野范围内，这是导致视觉检测失败的一个重要因素。
(4)缺少智能分析功能。现有的视觉检测系统，大都采用状态检测完成功后，仍需要人工根据工作票信息与历史记录判断状态是否正确,且与变电站信息管理系统结合度不 高，无法实现现场检测结果到信息管理系统的自动更新。
由于现有检测系统的上述问题，较难实现变电站所有设备的状态的可靠的自动检测工作，检测精度和稳定性都有待提高，使得变电站设备状态依赖机器人检测的可靠性无法保证,从而对变电站安全运行埋下了隐患。如何解决上述缺陷，实现一套具备变电站 所有设备自动检测功能、且具有高可靠性、高精度的视觉检测系统，成为一个十分迫切的课题。
颠覆！“数字孪生”使机器人检测覆盖全变电站设备成为可能
数字孪生技术的出现与发展为克服现有技术不足，实现正真意义上的替代人工巡检提供了一种全新思路。基于数字孪生技术以巡检机器人为载体的变电站智能巡检系统，涵盖了变电站设备巡检的所有需求；具备视觉伺服功能，不依赖于云台和移动设备系统精度；还可以根据历史信息和关联设备状态进行综合分析，直接给出报警信息，无需工作人员通过实时监控、 手动记录等方式巡视变电站设备。
系统主要由运动控制模块、云台控制模块、数字孪生机器人、图像采集模块图像传输模块、图像智能分析子系统，其中图像智能分析子系统包括设备分类模块、刀闸状态识别模块、高压断路器识别模块、仪表读数模块、外观异常识别模块、温度异常模块、局部放电模块、气体泄漏识别模块以及综合分析模块等，图像智能分析子系统与变电站在运信息系统通过接口相连。
具体工作路线：
采用多样化自动采集设备，构建毫米级精度、测绘级水平的数字孪生变电站，为后续工作的开展奠定基础。
基于生成的数字孪生变电站，通过设备分类模块，将站内的设备进行对象化、部件化，以便作业精细化以及与业务系统相连。
数字孪生机器人可以根据下达的任务内容，在数字孪生环境中模拟巡检路线、自动规划路径、观测位置，得出任务执行最优解，并将结果下发到巡检机器人。
机器人的运动控制模块可以根据最优解中的指示控制机器人位置以及云台转动角度；并根据不同任务选择相应传感器采集设备全范围信息，为后续的设备状态识别提供充分的信息；采集到的图像通过传输模块,将压缩编码后的图像信息通过无线网络传输到的后台处理模块中。
后台分别对可见光图像、紫外图像、红外图像进行图像分析，然后将图像进行二维到三维的转换，并匹配到数字孪生变电站中，提供运维人员身临其境的实景体验。
变电站设备智能检测系统通过将分析后得到的数据与历史数据对比分析、关联设备状态对比分析，得到最终检测结果和预警信息，最后将设备状态信息和状态是否正常的判断结果,发送到变电站现有信息系统中，供变电站工作人员使用。
谁能令“可能”变为现实？
目前国内“数字孪生”技术的研究处于群雄并起的阶段，以中国测科院为首的国家队，目前正将此项技术运用于城市测绘以及智慧城市的建设当中；以西门子为首的跨国企业正在进行数字孪生与生产线、产品共生的尝试；以易达图灵为代表的电力领域企业，正在将数字孪生与变电站运维相结合，并取得了阶段性成果。
随着技术的不断进步变电站设备全面自动巡检的时代已经来临，谁能在这个时代报的头筹，我们拭目以待。
