[發明專利]一種基于圖像融合的換流閥監測方法及系統

有效

• 申請號: 201710612787.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107478340B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 魏卓;董朝陽;陸啟宇;楊青波;梁鵬飛;柴衛強;趙小虎;華蕾
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國網上海市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;G01N21/95;G01N25/72
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明涉及一種基于圖像融合的換流閥監測方法及系統，將換流閥組件進行區域分割，并根據每個區域的紅外圖像篩選出過溫區域，針對過溫區域進行可見光圖像和紅外圖像的像素加權融合處理，得到融合的圖像。該方法不需要提高紅外探測器的分辨率，能夠有效地降低成本，從而快速識別出換流閥異常過溫的具體位置和表面特征；同時，該處理方法通過計算機可自動處理，無需太多的人工參與，不易出錯，效率高，實時性高。而且，本發明能夠保留豐富的場景信息，為換流閥設備的安全穩定運行提供及時的監視和預警。

技術領域

本發明屬于特高壓直流輸電技術領域，具體涉及一種基于圖像融合的換流閥監測方法及系統。

背景技術

高壓直流輸電在我國已有多年的歷史。隨著直流輸電技術的不斷進步，以及在許多方面具有交流系統無法比擬的優越性，使得直流輸電越來越為人們所接受。電力電子技術和微電子技術的迅速發展，高壓大功率晶閘管問世，晶閘管換流閥和微機控制技術在直流輸電工程中得到了大量的應用，有效改善了直流輸電的運行性能以及可靠性，促進了直流輸電技術的發展。

作為直流輸電系統中的核心設備，需要對換流閥設備進行密切的監視。目前，對換流閥監視，主要集中在對晶閘管故障的監視和閥塔漏水情況的監視上，并沒有進一步更加完善的狀態監視功能。

雖說在設計初期，已將換流閥設備的關鍵零部件的運行溫度都設計在正常范圍之內，但是，由于設備的異常高壓、元件老化等故障問題，仍舊可能導致運行溫度異常的情況出現。如果沒有及時發現溫度異常點，可能會造成設備溫度急劇升高乃至發生爆炸起火等嚴重事故。為了保證換流閥設備安全可靠的運行，必須對換流閥關鍵零部件的運行狀態進行實時監測，及時發現溫度異常點，從而能夠及時采取相應的預防、維護措施。

現在常采用紅外熱像儀對電氣裝置的發熱故障進行檢測。任何有溫度的物體都會發出紅外線，紅外熱像儀就是利用紅外探測器和光學成像物鏡接收被測目標的紅外輻射能量分布圖形，反映到紅外探測器的光敏元件上，可以通過有顏色的圖片來顯示被測量物表面的溫度分布。

而換流閥為高壓、強磁設備，閥層空間有限，無法將成熟的成像設備(例如紅外熱像儀)直接安裝在閥塔內。為了解決該問題，一般可通過兩種方法來解決。第一，通過運維人員手持紅外設備在巡視走道對換流閥進行紅外圖像的拍攝，該方法需要人工參與，效率較低，而且無法直接測量每個零部件的溫度狀態，不能滿足自動運行和實時性的要求。第二，可集成成像模塊植入閥塔內，但是，由于換流閥組件內部電氣元件的溫度相近，集成成像模塊普遍像素較低，無法準確識別零部件的表面特征，若單純地提高紅外探測器分辨率，相應伴隨著成本的急劇上升以及一些難以解決的技術問題的出現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于圖像融合的換流閥監測方法及系統，用以解決現有技術中換流閥設備監測技術的效率低、實時性低的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明的一種換流閥監測方法，包括如下步驟：

1)采集換流閥組件的紅外圖像和可見光圖像；

2)將換流閥組件分成至少兩個區域，并根據每個區域的紅外圖像篩選出過溫區域；

3)將過溫區域的可見光圖像和過溫區域的紅外圖像中對應像素點的灰度值進行加權求和，得到融合的圖像；其中，過溫區域的可見光圖像對應的權重與過溫區域的紅外圖像對應的權重相加為1。

進一步地，當換流閥組件為電抗器區時，過溫區域的可見光圖像的權重為固定值。

進一步地，當換流閥組件為晶閘管區時，過溫區域的可見光圖像的權值與像素比例成正比；其中，所述像素比例為過溫區域的可見光圖像像素的灰度值低于設定的標準圖像像素的灰度值的個數占過溫區域的可見光圖像像素總個數的比例。