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探路无人之域 电力无人机巡检新思路

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vdianwang 发表于 2024-4-21 07:51:55 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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当前,我国经济正在全面快速的发展中,全社会对电力能源的需求也与日俱增。日前,国家能源局公布的数据显示,2022年1-5月份,全社会用电量累计33526亿千瓦时,同比增长2.5%。其中,第二产业用电量22466亿千瓦时,同比增长1.4%。为提高电力可靠性,2016-2020年期间,中国35千伏及以上输电线路杆路长度由15.81亿米增加至18.82亿米,35千伏及以上输电线路回路长度由17.56亿米增加至21.56亿米。

面对庞大的电网结构,传统的电力运维保障面对庞大并且在飞速增长的用电需求,已经显得有些力不从心。通过智能机器人和无人机对输电线路、变电站/换流站、配电站(所)及电缆通道实现全面的无人化运维已经成为我国新型电力系统发展的需要!

2022年6月1日起施行《电力可靠性管理办法(暂行)》要求,电力企业应当加强线路带电作业、无人机巡检、设备状态监测等先进技术应用,优化输变电设备运维检修模式。

据悉,以往的户外电力巡检,大多依赖运行维护人员肉眼或手持仪器排查电路中的故障。对巡检作业人员的经验判断要求很高,人力占用量非常大,且整体效率不高。无人机的出现,极大地解决这个问题。

2022年7月12日,一款“打破行业边界”的无人机出现在人们的视野中。


不做平淡的无人机!

输电线路跨区域分布,点多面广,所处地形复杂,自然环境恶劣,输电线路设备长时间暴露在野外。在电力巡检过程中,工作的首要任务就是迅速发现线路、杆塔等设备的细节问题。
但无人机巡检在实际应用中,会遇到如大风、强光、高温、信号干扰、续航、无人机自身载荷等多重因素,不可避免的会对无人机巡检的精度和距离产生影响。因此,在无人机发展的过程中如何提升图像识别技术,自动准确识别拍摄器件,远距离信息回传以及续航能力的提升成为电力行业无人机巡检关注的重点。

为提升变电站运检质效,2020年10月,国家电网有限公司设备部组织国网河北、山东、福建电力等9家单位开展变电站无人机巡检试点工作,深入研究无人机北斗精准定位、飞行控制、续航能力、红外测温、5G数据传输和缺陷图像识别算法等技术。

2022年7月12日,普宙科技在武汉光谷科技会展中心举办了以“新低空:无人之域,宙起领航”为主题的旗舰新品发布会。会上,普宙科技发布两款旗舰新品:S400专业四旋翼无人机、K01自动机库。两款产品分别以“六大优势”和“两大亮点”为专业级无人机带来全新想象。

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图丨普宙科技S400无人机与1k双光云台
“不做平淡的无人机!”这正是董事长黄立先生对普宙科技无人机的期望和要求。
在现场我们看到,普宙科技最新发布的S400折叠后仅有 A4 纸大小,而小巧机身却可以搭载1K 红外和8K可见光的双光云台,最大载重可达3kg。
据普宙科技CTO薛源介绍,S400长达63分钟的超长续航能力,使其单次作业范围更广,配合双光云台作业视角更大,约可提升作业效率1倍以上。基于双通道叠加成像,一次性呈现出更加清晰的边际及轮廓细节,拍摄完成后后台传回红外照片,巡检人员可通过系统平台的红外智能筛选模块自动识别高温点,及时发现并处理设备发热缺陷,有效提升巡视质量和效率。
据了解,目前市面上已有基于视觉图像、超声波雷达、激光雷达等用于无人机自动避障系统的传感方式,但都在一定程度上存在缺陷,激光雷达成本过高,客户需求少,超声波传感距离有限且容易受到信号干扰。而普通的视觉传感器在弱光下探测性能也会大幅降低。在日常的电力巡检作业中,作业环境是非常复杂的,通常为了保障巡检作业质量,需要无人机与巡检作业设备保持一定距离,而无人机在巡检过程中,不免需要作出侧飞、倒飞等操作,飞手很可能会忽略无人机周边环境,撞到线缆或者其他设备,从而引发事故。
基于电力行业巡检作业环境复杂的特点,普宙科技S400无人机搭载的毫米波雷达传感器能够轻松克服这些缺点。当无人机距离障碍物小于安全距离时,毫米波雷达可以迅速、准确探测到相关数据,瞬间传给控制端,并及时做出刹车、绕飞等规避动作,从而避免飞行事故的发生,保障飞行安全。
普宙科技S400无人机“视觉+雷达”双避障系统,赋予无人机全向环境感知及昼夜避障能力,最远有效探测距离高达80m,飞行安全得到更好保障,是解决无人机自动避障和测高的一种优选方案。
普宙科技CTO薛源表示,除搭载行业首创的1K超清红外云台外,S400还配备了四光云台,自带21TOPS算力,可极大提升目标识别、运动分析、图像处理的运算速度与准确性。



不平淡,就要重新定义“无人值守”巡检作业模式!

工业通用无人机并不能够全面的适用于特殊行业,在电力巡检领域内,还需要企业有其自身的行业解决方案。

北极星电力网了解到,无人机电力巡检发展到现在,目前仍然处于“人巡为主,机巡为辅”的阶段,原因还是无人机巡检目前还处于手动操控为主,巡检工人在实际上岗前,需要经历一定的培训才能开始使用。随着电力运维要求的逐步提高,简化巡检过程、提高巡检效率成为无人机在巡检领域发展的重要课题,自动化、智能化、无人化必将是无人机发展的重要方向。
发布会上,普宙科技新BG总经理王奎介绍到,通过普宙科技自主研发的无人机及智能载荷和机库的联动作业,可真正实现“无人化”作业。
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图丨普宙科技新BG总经理王奎发布K01机库
王奎同时表示:“无人机+自动机库可以为更多行业用户提供融合解决方案,突破各业务板块间无人机感知数据和信息应用的壁垒,在一定程度上解决了无人机巡检绝大部分作业无配套机巢,只能巡检到部分线路缺陷的问题。”
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普宙科技K01机库
正如现场普宙科技所介绍的,K01机库给无人机一个安全可靠的“家”!
据现场介绍,K01机库是滚转式舱盖,整机防护达到IP54标准,拥有优秀的防风、防水、防雷、防震、防尘和耐腐蚀能力,可以-35℃至50℃环境下正常作业。机库配备的独立气象站,可监测风速、雨量、温度、湿度、气压等气象要素,同时内外配置双摄像头,实现24小时实时监控,从而确保对起飞环境全面、精准、实时的感知。并且,在机库一键启动后,无人机自动起飞作业,面对突发情况,机库智能管控接力,无需其他操作,即可自主完成全流程作业。
无人机自动航线飞行,使得巡检人员能从大量体力劳动中解放出来,投入到更高阶的数据分析处理中去。运维班组的作业模式和人员结构也因此得到优化,进而提高电网的可靠性。
以湖北电网为例,今年1-5月,国网湖北电力公司已完成无人机精细化巡检23596次,巡视缺陷发现率提升70%以上。据悉,目前国网湖北电力已实现220千伏及以上线路无人机自主巡检航线规划全覆盖,常态化开展220千伏及以上线路无人机自主巡检,完成设备红外带电检测、通道点云扫描及故障精准分析等工作。



不平淡,就要穿越边界,“看”向更远的地方!

除了能够精准的发现电力巡检设备的隐蔽缺陷外,在巡检作业流程中的重要一环,是如何有效管理现场采集的所有数据并能够实时回传,为巡检人员提供支撑和帮助。

当前,部分架空输电线路区段地处无网络信号的偏远山区,网络RTK高精度定位信息无法传输至无人机,尤其在500千伏及以上电压等级重要线路区段,一直以来仅能采用人工手动飞行模式,巡检,而自主建立地面基站耗时长实用性差,无人机难以一键式自主作业,效率低下且风险高,限制了无人机自主巡检在电网的规模化应用。
一面是线路前进困难存在视觉边界,一面是网络条件不好、信号弱数据难以回传,这样的问题该如何解决?
穿越边界,探路无人之域。普宙科技首创“中继组网”,通过在无信号区域通过搭建无人机中继自组网系统,解决无信号区域自动化巡检和巡检信号遮挡等难题,兼容多种组网模式,拓宽应用场景。
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S400采用的中继组网技术,可以灵活应用于高层建筑密集的城市巡逻及野外山体阻断的跨山作业,通过多台无人机信号中继实现跨障通讯,大幅减少工作人员往返及转场次数,提升作业效率。
解决了数据采集、数据回传并不等于用户获得了有效信息。有相关研究显示,在我国无人机输电线路巡检中每年产生超过数十亿张巡检图片,对人力资源的消耗仍是巨大。而无人机智能管控平台的加入,则全面地提升了无人机电力运维的自动化水平。因此,针对无人机飞行任务、巡检数据积累、数据集成融合等方面建立起一整套无人机巡检综合数据管理平台,将成为保证输配电线路及其设备安全的一项基础且重要的工作。
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此外,普宙科技无人机搭载高性能计算平台,可进行轻量级图片识别处理,配合“点云管理平台”、“航迹管理平台”、“普宙天织运营管理系统”、“普宙 UVER智能管控平台”、“数据分析平台”及自动化精细巡检的结合,可以有效提高现场作业时发现问题的效率,而数据分析系统对巡检数据进行智能化分析,自动出具巡检报告,又进一步提升了巡检作业的效率,降低配置人员要求。据普宙科技工作人员介绍,子平台间通过接口进行交互通信,可依据业务需求任意组合,也可以独立使用。
惟创新者进,惟创新者强,惟创新者胜!自2015年成立以来,普宙科技一直专注于行业级无人机的研发制造及行业解决方案的构建,曾推出多款行业级无人机,拥有无人机全技术链专利315件。面对新形势下的新型电力系统需要,普宙科技无人机正以科技创新的力量帮助电力企业无人机巡检作业实效化、精细化落地,助力电网更智能、企业更智慧、运行更安全。
来源:北极星电力网 作者:Kung
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