【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机器人动力，特别是涉及一种电力机器人用长航时系统、电力机器人用长航时系统的控制方法、装置、能量管理系统、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
技术介绍
1、电力机器人逐渐发展为电力系统中重要的智能化设备，主要用于对电网中的电缆、变电站、配电站等关键设备进行巡检，已成为电力行业提高运维效率和保障电网安全的重要手段。在电力巡检工作中，电力机器人需要在广阔的电网覆盖区域内进行长时间的连续作业，这对电力机器人的电池续航能力提出了很高的要求。
2、目前主要通过增加电力机器人充电点以实现电力机器人长续航的需求，但此种方法一方面未全面考虑提升电力机器人的长续航能力，只是保障了连续性，且单次续航时间比较短，充电频次高，导致电力机器人应用范围受限；另一方面因为充电点对电源的需求比较大，当在偏远地区进行布点时需要布设很多电力线路，成本较高。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电力机器人用长航时系统、电力机器人用长航时系统的控制方法、装置、能量管理系统、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
2、第一方面，本申请提供了一种电力机器人用长航时系统，该系统包括：
3、能量管理系统、氢供电系统和氢补给系统；各氢供电系统分别装载在每一电力机器人上，用于向所述电力机器人提供电能；
4、所述能量管理系统，用于针对每一作业任务，根据电力机器人在历史执行作业任务过程中各环节的运行工况历史数据以及相应的输出功率历史数据，得到相邻环节之间运行工
5、所述能量管理系统，还用于针对每一作业任务，根据所述相邻环节之间运行工况切换的最佳功率变化量，确定使作业任务电能消耗达到最小的各环节的输出功率最优值；
6、所述能量管理系统，还用于针对每一作业任务，根据电力机器人在历史执行作业任务过程中各环节的运行工况历史数据以及相应的输出功率历史数据，确定作业任务的输出功率最大值；
7、所述能量管理系统，还用于确定待执行的多作业任务，根据各电力机器人的当前位置、所述多作业任务各自的作业区域、多作业任务各自的输出功率最大值，将所述多作业任务分配给各电力机器人；
8、所述能量管理系统，还用于按分配给电力机器人的作业任务的各环节的输出功率最优值，控制所述氢补给系统按相应功率所需的氢气量向所述氢供电系统输出氢气，以及控制所述氢供电系统按相应功率向电力机器人输出电能。
9、在其中一个实施例中，所述能量管理系统在执行针对每一作业任务，根据所述相邻环节之间运行工况切换的最佳功率变化量，确定使作业任务电能消耗达到最小的各环节的输出功率最优值时，具体包括：
10、构建使作业任务电能消耗达到最小与作业时间最少为目标的输出功率求解函数；所述输出功率求解函数的边界条件包括作业任务顺利完成、电力机器人各运行参数不超过电力机器人的性能参数以及对应的作业标准规定；
11、根据所述输出功率求解函数和所述最佳功率变化量，求解所述作业任务的各环节在满足最佳功率变化量的条件下的最小输出功率，得到使作业任务电能消耗达到最小的各环节的输出功率最优值。
12、在其中一个实施例中，所述能量管理系统在执行确定待执行的多作业任务，根据各电力机器人的当前位置、所述多作业任务各自的作业区域、多作业任务各自的输出功率最大值，将所述多作业任务分配给各电力机器人时，具体包括：
13、获取待执行的多作业任务各自的任务完成时间和所需电量；
14、构建使多作业任务电能消耗达到最小为目标的多任务分配函数；
15、在所述各电力机器人的当前位置和所述多作业任务各自的作业区域之间的距离最小、各电力机器人剩余电量满足分配给电力机器人的作业任务所需电量、各作业任务按时完成、各电力机器人的输出功率满足分配给电力机器人的作业任务的输出功率最大值的边界条件下，根据所述多任务分配函数，确定所述多作业任务中各作业任务所匹配的电力机器人；
16、根据作业任务与电力机器人的匹配关系，将所述多作业任务分配给各电力机器人。
17、在其中一个实施例中，所述氢供电系统包括供氢模块、燃料电池模块、电源管理模块和控制模块；
18、所述供氢模块的储氢瓶和所述供氢模块的缓存罐连接；所述供氢模块的缓存罐，通过第一氢气管路与所述燃料电池模块连接；所述第一氢气管路上设有电磁阀；
19、所述控制模块，用于按分配给电力机器人的作业任务的各环节的输出功率最优值，控制所述电磁阀，以控制所述燃料电池模块的进气量，以使所述电源管理模块按相应功率向电力机器人输出电能。
20、在其中一个实施例中，所述电源管理模块包括功率传感器，用于采集电力机器人在历史执行作业任务过程中各环节的输出功率历史数据。
21、在其中一个实施例中，所述电源管理模块包括dc/dc转换器；所述燃料电池模块的燃料电池电堆与所述dc/dc转换器电连接，所述电源管理模块通过所述dc/dc转换器为电力机器人提供电能。
22、在其中一个实施例中，所述燃料电池电堆在氢气进入后发生化学反应，产生的能量进入所述dc/dc转换器。
23、在其中一个实施例中，所述燃料电池模块包括风扇和温度传感器；
24、所述风扇用于为所述燃料电池电堆散热；所述温度传感器用于监测所述燃料电池电堆的温度；
25、所述氢供电系统的控制模块，用于根据所述温度传感器采集的温度，控制所述风扇的风力大小。
26、在其中一个实施例中，所述供氢模块还包括压力传感器，用于采集所述缓存罐的氢气压力值；
27、所述氢供电系统的控制模块，用于根据所述压力传感器采集到的氢气压力值，调节安装于所述缓存罐的稳压阀；所述稳压阀用于根据所述氢气压力值调节所述缓存罐内的压力大小。
28、在其中一个实施例中，所述氢供电系统的控制模块，用于调节安装于所述缓存罐的调压阀；所述调压阀用于保障缓存罐中氢气量始终达到预设量。
29、在其中一个实施例中，所述氢供电系统包括装载模块；
30、所述装载模块包括装载仓、航空接头和稳固接口；所述装载仓用于承载供氢模块、燃料电池模块、电源管理模块和控制模块；所述航空接头用于与电力机器人进行电气和通信连接；所述稳固接口用于与电力机器人进行物理连接。
31、在其中一个实施例中，所述氢补给系统的氢气分配器与供氢模块的储氢瓶连接；
32、所述氢补给系统的氢气分配器上设置至少一个电磁阀，用于控制为所述供氢模块的储氢瓶进行充氢的速率和进氢量。
33、在其中一个实施例中，所述氢补给系统包括缓存罐；
34、所述氢气分配器与所述缓存罐连接；所述缓存罐与所述供氢模块的储氢瓶连接；所述缓存罐用于存放从所述氢气分配器余出的氢气；
35、所述缓存罐与所述氢气分配器之间的进口设置有进口电磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力机器人用长航时系统，其特征在于，所述系统包括：能量管理系统、氢供电系统和氢补给系统；在每一电力机器人上装载所述氢供电系统和所述氢补给系统，用于向所述电力机器人提供电能；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量管理系统在执行针对每一作业任务，根据所述相邻环节之间运行工况切换的最佳功率变化量，确定使作业任务电能消耗达到最小的各环节的输出功率最优值时，具体包括：
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量管理系统在执行确定待执行的多作业任务，根据各电力机器人的当前位置、所述多作业任务各自的作业区域、多作业任务各自的输出功率最大值，将所述多作业任务分配给各电力机器人时，具体包括：
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢供电系统包括供氢模块、燃料电池模块、电源管理模块和控制模块；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电源管理模块包括功率传感器，用于采集电力机器人在历史执行作业任务过程中各环节的输出功率历史数据。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电源管理模块包括DC/
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述燃料电池电堆在氢气进入后发生化学反应，产生的能量进入所述DC/DC转换器。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述燃料电池模块包括风扇和温度传感器；
9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述供氢模块还包括压力传感器，用于采集所述缓存罐的氢气压力值；
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述氢供电系统的控制模块，用于调节安装于所述缓存罐的调压阀；所述调压阀用于保障缓存罐中氢气量始终达到预设量。
11.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述氢供电系统包括装载模块；
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢补给系统的氢气分配器与供氢模块的储氢瓶连接；
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述氢补给系统包括缓存罐；
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述缓存罐与所述供氢模块的储氢瓶之间的出口设置有出口电磁阀；所述出口电磁阀用于调节向所述供氢模块的储氢瓶进行充氢的速率和充氢量。
15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢补给系统设置为书包形式，由电力工作人员携带，用于为多个所述氢供电系统补充氢气。
16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢补给系统设置为补氢站点，用于在设定地点为多个所述氢供电系统补充氢气。
17.根据权利要求15或16所述的系统，其特征在于，所述氢补给系统的氢气分配器的数量设置为多个，用于为多个所述氢供电系统的供氢模块的储氢瓶补充氢气。
18.一种电力机器人用长航时系统的控制方法，其特征在于，所述电力机器人用长航时系统包括能量管理系统、氢供电系统和氢补给系统，在每一电力机器人上装载所述氢供电系统和所述氢补给系统，用于向所述电力机器人提供电能；所述方法应用于所述能量管理系统，所述方法包括：
19.一种电力机器人用长航时系统的控制装置，其特征在于，所述电力机器人用长航时系统包括能量管理系统、氢供电系统和氢补给系统，在每一电力机器人上装载所述氢供电系统和所述氢补给系统，用于向所述电力机器人提供电能；所述装置应用于所述能量管理系统，所述装置包括：
20.一种能量管理系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求18所述的方法的步骤。
21.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求18所述的方法的步骤。
22.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求18所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电力机器人用长航时系统，其特征在于，所述系统包括：能量管理系统、氢供电系统和氢补给系统；在每一电力机器人上装载所述氢供电系统和所述氢补给系统，用于向所述电力机器人提供电能；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量管理系统在执行针对每一作业任务，根据所述相邻环节之间运行工况切换的最佳功率变化量，确定使作业任务电能消耗达到最小的各环节的输出功率最优值时，具体包括：
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量管理系统在执行确定待执行的多作业任务，根据各电力机器人的当前位置、所述多作业任务各自的作业区域、多作业任务各自的输出功率最大值，将所述多作业任务分配给各电力机器人时，具体包括：
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢供电系统包括供氢模块、燃料电池模块、电源管理模块和控制模块；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电源管理模块包括功率传感器，用于采集电力机器人在历史执行作业任务过程中各环节的输出功率历史数据。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电源管理模块包括dc/dc转换器；所述燃料电池模块的燃料电池电堆与所述dc/dc转换器电连接，所述电源管理模块通过所述dc/dc转换器为电力机器人提供电能。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述燃料电池电堆在氢气进入后发生化学反应，产生的能量进入所述dc/dc转换器。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述燃料电池模块包括风扇和温度传感器；
9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述供氢模块还包括压力传感器，用于采集所述缓存罐的氢气压力值；
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述氢供电系统的控制模块，用于调节安装于所述缓存罐的调压阀；所述调压阀用于保障缓存罐中氢气量始终达到预设量。
11.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述氢供电系统包括装载模块；
12.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王喜军，王毅，曲烽瑞，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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