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视频 | 年巡检作业量超80万公里,大疆无人机飞跃电力“蓝海
大疆无人机的到来,极大地提升了电力运维的自动化水平。“自动飞行”使无人机机巡作业进一步优化数据显示,截至2019年5月,大疆无人机在国内巡线里程超过40万公里,年巡检作业量超过80万公里。自此,便捷操
2019-11-08 09:34:16
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“昌吉-古泉1100千伏直流输电工程”始于新疆昌吉,止于安徽古泉,是目前世界上最高的电压等级、最大的输电能力、最长的输电距离和最先进的特高压直流输电技术水平。它被称为连接新疆和华东的“电气化丝绸之路”。据悉,该公司每年可向华东地区输送660亿千瓦时的电力,同时可点亮4亿盏30瓦的电灯,以满足华东地区5000万家庭的用电需求。

高达1100千伏的高压可以最大限度地减少传输过程中的功率损耗。然而,为了确保这种真正的“国家重型设备”的正常运行,国家电网的检查部门需要仔细检查和维护电路。“当这条线穿过天山时,将近80%的塔位于山区。由于陡峭的山脉、陡峭的悬崖、大雪等因素的限制,一些塔台人员无法到达,线路的日常巡逻工作也无法进行。因此,需要无人驾驶飞行器巡逻。”国家电网新疆电力有限公司空中巡逻中心副主任陈晖说。

“以昌吉1100千伏直流输电线路为例。使用新疆M 210 RTK无人机进行巡逻检查后,整个飞行过程只需8分钟。一般来说,飞行员会相应地配备一名环境观察员。工作人员将把巡检中拍摄的关键位置的照片和视频带回统一安排,有问题的部分可以及时记录和上报。过去,从爬塔到检查完成通常需要大约1-1.5小时的常规检查,需要三个人同时进行检查。”陈晖说。

“使用无人驾驶飞行器进行辅助巡逻检查,大大提高了工作效率,不必担心人身安全。”国家电网新疆电力有限公司昌吉供电公司输电运行维护五班副班长郭俊强表示。

电力巡检成为普遍做法。

事实上,无人机用于电力检查起源于电网系统向无人机企业的逆向推广。据新疆创新相关负责人介绍,早在2013年,一些电网系统人员在购买了新疆消费级无人机后,试图对电力现场进行检查,但塔附近存在磁场干扰等环境影响,最终未能实现。

”于是一些电力系统工程师找到了大江,并对现场的使用提出了一系列详细的要求。这些意想不到的对接是无人机在动力检测领域扎根的基础。”负责人说。

新疆是国家规划建设的九大风力发电基地之一,可开发风力发电能力超过2亿千瓦,新能源发电潜力巨大。"大规模的“新疆输电”加上新疆复杂的地形增加了对无人机的需求."据陈晖称,今年国家电网新疆公司将交付33架无人机。此外,将通过租赁向新疆14个县提供153架无人驾驶飞行器。空中巡逻中心管理的无人驾驶飞行器的规模大约为186架。其中,租赁的153架无人机均为M200V2。

大江无人机给电力巡检带来了什么变化?一方面,大大降低了线路运行维护人员的安全风险。根据中国国家电网公司提供的数据,过去,一名熟练的线路操作和维护工人进行线路检查。除了用有很大限制的地面望远镜观察之外,他主要依靠爬塔、布线和收集图像来完成通常需要50到70分钟的塔检查。“爬上几十米高的塔后,线路操作和维护人员需要沿着高空电缆从一个塔走到几十米甚至几百米以外的另一个塔,但只有一根安全绳可以保护他们。”陈晖说。

大江无人机的到来大大提高了电力运行维护的自动化水平。这些小型飞机突破了过去难以人工发现的线损伤区域,跨越复杂地形,通过多角度获取高精度图像(阴影),使检查员能够更清晰地研究和判断检查情况。以郭旺新疆公司最常用的新疆经纬M200V2型号为例,在检测过程中,摄像机和承重可见光镜头可以用来跟踪记录导线、塔架、配件、绝缘子等部件的运行状态。主要检查绝缘子、跳线、引脚和小连接配件,检查塔体是否有闪风放电痕迹,导线绝缘子配件是否有异常等。同时,红外热成像摄像机可用于拍摄导体连接管、拉伸管、跳线夹、导体线夹、硬件、绝缘体等。在线分析判断是否正常。

另一方面,在安全和精度问题得到解决后,以机械巡视为主、人工巡视为辅的线路运行维护模式可以提高电力巡视的效率,更好地满足当前电力行业的发展需求。“与传统的电力检查方法相比,检查员一天只能检查6-10座塔,而无人驾驶飞行器一天可以检查30-40座塔,从而显著提高了效率。”陈晖说。

“自动飞行”进一步优化无人机巡逻操作

数据显示,截至2019年5月,大江无人机在中国的巡逻里程超过40万公里,年巡逻里程超过80万公里。事实上,电力行业对无人驾驶飞行器巡逻检查的需求最早是在广东产生的。2013年,中国南方电网广东电网公司清远供电局率先使用多转子无人机幻影3在500千伏华杉甲、乙线开展巡逻工作,当时相关人员建议:“为什么不用这款简单易用的无人机来代替那些需要复杂调试和组装的多转子无人机呢?”

自此,新疆无人机的便捷操作进入了电力行业从业人员的视野。根据中国南方电网发布的《2018年企业社会责任报告》(2018 Corporate Social response Report),145座变电站已接受机器人检查,31万架无人机已接受检查,检查里程超过40万公里。与此同时,电力安全事故同比下降38%。2018年,广州、深圳和珠江三角洲实现了不到一小时的世界级平均停电时间。”

今年,国家电网还在原有无人机基地增加了大量新疆无人机,在各个城市部署巡逻队。目前,已覆盖国家电网27个网络和省级单位的一线队伍。

在缓解电网巡逻效率低、巡逻质量不一致、无法定量判断设备状态、覆盖细节不足等问题后,“自动飞行”进一步优化了无人机巡逻作业。以广东电网为例,利用激光点云三维建模技术,建立了6万多公里输电线路的三维模型。同时,广东电网基于DJI MSDK开发了自动飞行软件“智能巡逻”。用户只需在遥控器上选择相应的模式并导入路线,即可实现“站对站”自动飞行。飞行结束后,系统还会自动对照片进行分类和重命名,并更新三维空间的分类账。

目前,广东电网已有5000多架幻影4系列无人机,并基于该方案实现了自动飞行操作。其中,elf Phantom 4 RTK与SDK遥控器相结合的高精度自动巡更方案可以实现厘米级的精确定位,帮助网格人员准确定位缺陷或故障点。以佛山市高明区110千伏三兴线为例,线路长约6.5公里,有19座塔。由于地处城乡结合部,周边地理环境相对复杂。飞行员手动操纵飞行。平均来说,一架次可以巡逻3座塔。完成巡逻需要6-7架次,需要3个多小时。然而,通过自动飞行操作,一次飞行可以完成10座塔,两次飞行可以完成所有操作。总运行时间仅为1小时,总效率提高了3倍。

“数字南方网络”的未来

日前,广东电网泰山供电局也首次实现了无人飞行器在全球范围内的山地配电网自动飞行检查。这是继主输电线路自动飞行后,广东电网配电网的又一次突破。“与主输电线路相比,配电线路更直接关系到群众的生产和生活能力。尤其是山区的配电网,塔低,树障多,环境复杂,人工检查难以覆盖。”相关人员介绍。

实际运行表明,主网的自动飞行方案不能直接在配电网中重复使用。“主要困难在于最基本的导航数据采集部分。直升机和固定翼飞机飞得太快,飞机太大,来回转弯的效率极低。此外,配电网低,运行风险很高。”经相关人员反复研究,发现elf 4 RTK逐步采集配电网线路数据,利用新疆智慧地图软件生成点云通道,依靠点云通道计算最优飞行路径,生成飞行路线。然后使用elf 4 pro或“royal”2系列,使用“智能巡逻”软件根据飞行路线自动执行飞行巡逻。“这样,就可以实现大规模、低成本、高精度的点云采集。”相关方案研究人员介绍。

以台山市49镇万达一号线为例,该线位于城乡结合部。它大约3公里,包含28座塔,平均海拔16米。在此之前,采用人工飞行操作,一架次可以巡逻6座塔,大约需要1个小时。根据新的自动飞行操作流程,一个架次就可以完成对所有28座塔的巡逻检查,只需20分钟。总体而言,该段线路的运行效率提高了3倍以上。据悉,泰山首创的自动飞行方案将于2020年在新丰、罗定、龙门、博罗、英德、新沂、连江等单位全面推广。

据统计,中国10 kV配电架空线路总长超过400万公里,其中一半以上位于山区(农业区)。因此,山区配电网的运行维护水平极大地影响着配电网的整体运行维护水平。“对于山区配电网无人驾驶飞行器的自动检测,广东电网已经开始建立综合运行管理系统,包括点云处理平台、三维布线平台、大型检测数据中心、图像人工智能识别平台和检测缺陷管理系统。台山供电局的自动飞行运行验证了系统的有效性和稳定性。我们非常有信心这项技术方案将在更广泛的范围内推广应用。数字南方网络将在未来可用。”广东飞机巡逻中心自动驾驶技术主管刘高说。

[记者]张秀娟

[图片视频来源]新疆创新

[作家]张秀娟

[消息来源]南方报业传媒集团南方客户

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