一种基于图像识别的变电站防误操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力运行控制技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的变电站防误操作方法。
【背景技术】
[0002]变电站是电力系统的重要组成部分，它担负着电压等级变换、投入/切除负荷等重要任务。由于变电站内断路器、隔离开关、接地隔离开关等设备众多，如果操作不当，极有可能出现误操作事故，导致大面积停电、设备损坏甚至人员伤亡。为了提高变电站操作的安全性，当前普遍采用微机防误操作系统来实现防止变电站误操作事故。该系统主要是电脑钥匙操作型防误系统，其防误闭锁模式无论是采用单独五防系统还是一体化微机防误系统，采集的设备状态信息均是单一的电气量信号。单一的电气量作为逻辑判据可靠性不高，无法从根本上解决因判别失误造成设备误动、设备操作不到位而引起电气误操作事故。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于图像识别的变电站防误操作方法，该方法以反映设备状态的电气量和设备实际状态图像为共同逻辑判据，作为倒闸操作顺序控制或就地操作时的控制条件，并实现操作界面上被操作设备(开关、刀闸)图像联动，能够有效提高变电站操作的安全性和可靠性和倒闸操作效率，实现真正意义上的智能防误操作功能，为保障电网安全、稳定运行提供有力支持。
[0004]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
一种基于图像识别的变电站防误操作方法，包括如下步骤:
A、所述图像采集单元对变电站设备静态状态、动态影像进行采集，并将采集的信息发送到图像处理单元；
B、图像处理单元对图像采集单元发送的信息进行处理和判断，并通过网络通讯将判断的结果发送到防误操作服务器；
C、变电站站端监控系统中各间隔设备测控单元对反映变电站设备分合状态的开关、刀闸等设备辅助接点进行实时采集，通过网络通讯与防误操作服务器进行各设备状态电气量的信息交换和处理；
D、防误操作服务器根据图像处理单元发送的判断结果和测控单元采集的变电站设备运行状态电气参数形成双逻辑判据，为防误操作工作站进行倒闸操作顺序控制或单步操作提供下一步操作的控制条件，并根据操作票流程自动匹配被操作设备和其动作视频影像；
E、防误操作工作站运行防误操作程序，显示变电站主接线图和操作界面，根据操作票流程执行倒闸操作顺序控制或单步操作，通过网络通讯读取防误操作服务器相关数据库文件和解/闭锁逻辑程序，同步显示被操作设备状态或动作影像；
所述步骤A和步骤C在变电站正常运行情况下始终执行。
[0005]特别地，所述步骤B具体包括: B1、预处理单元对图像采集单元获取的设备操作前和操作后图像进行滤波处理；
B2、特征提取单元提取滤波后图像的特征信息；
B3、匹配单元将提取的特征信息与标准图像特征信息进行匹配；
B4、判断单元根据匹配结果判断设备运行状态，并通过网络通讯将判断结果、设备操作前和操作后图像信息及操作过程视频图像发送到防误操作服务器。
[0006]本发明提出的基于图像识别的变电站防误操作方法，图像采集单元获取变电站设备静态状态、动态影像图像信息，经图像处理单元转化为逻辑判据，与变电站监控系统中各间隔设备测控单元获取的反映设备分合位置的电气量结合构成双闭锁判据，共同作为倒闸操作顺序控制或就地操作的控制条件，并实现在操作界面上被操作设备(开关、刀闸)图像联动，从而避免了单一的电气逻辑闭锁因判别失误造成设备误动、设备操作不到位而引起电气误操作问题，有效提高变电站操作的安全性和可靠性和操作效率，为保障电网安全、稳定运行提供有力的支持。
【附图说明】
[0007]
图1是本发明实施例提供的基于图像识别的变电站防误操作方法流程图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0009]实施例一
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的基于图像识别的变电站防误操作方法流程图。
[0010]本实施例中，基于图像识别的变电站防误操作系统包括图像采集单元、图像处理单元、变电站站端监控系统(设有若干测控单元)、防误操作服务器、防误操作工作站及网络交换机。基于图像识别的变电站防误操作方法具体包括:
S101、图像采集单元对变电站设备静态状态、动态影像进行采集，并将采集的信息发送到图像处理单元。
[0011]图像采集单元包括云台轨道图像采集设备和高清图像采集设备。其中，云台轨道摄像机对高压室中的开关柜一次设备、二次设备的运行状态图像进行采集；高清图像采集设备通过高清球机、高清摄像头和摄像机对变电站室外设备、GIS等相关设备运行状态图像进行采集，采集的信息发送到图像处理单元。
[0012]S102、图像处理单元对图像采集单元发送的信息进行处理和判断，并通过网络通讯将判断的结果发送到防误操作服务器。
[0013]图像处理单元采用以太网通讯方式接入站控层网络交换机，具体包括预处理单元、特征提取单元、匹配单元和判断单元。其中，图像处理单元对图像采集单元获取的设备操作前和操作后状态的图像信息进行处理和判断，具体包括:
(1)预处理单元通过高斯滤波器对图像采集单元获取的图像进行滤波处理。
[0014](2)特征提取单元提取滤波后图像的特征信息。
[0015]a、对滤波后的图像进行差分运算，获得差分图像，并根据视频图像和差分图像生成静止图像。
[0016]b、根据预设颜色模型中的预设颜色遍历差分图像和静止图像中的每个像素，通过只保留颜色值与所述预设颜色的颜色值相同的像素将所述差分图像和静止图像分割成若干连通域。
[0017]c、遍历所述差分图像中的连通域，去除差分图像中与所述静止图像中的连通域不相交的连通域，并计算差分图像和静止图像中存在交集的连通域的并集，获得潜在异常区。
[0018]d、从潜在异常区中提取聚类面积信息、每个聚类中所有连通