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無人機行業應用,電力巡線預定下一個“爆款”?

發表時間:2018-10-16 
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節省人工成本、提供安全係數和效率,是無人機巡線將逐步代替人工的必然邏輯。

這個“邏輯”隨著南方電網和國家電網在無人機電力巡線上的不斷嚐試而日漸豐滿。在輸電線路早已穩居世界第一的中國,無人機的增量作用早已從添磚加瓦演化成了中流砥柱。

無人機行業應用裏,電力巡線言笑晏晏,朝著“爆款”的方向,大步流星而去。


電力巡檢無人機/圖 來源網絡

無人機巡線何以崛起?

我國電力行業長期依賴人工進行線路巡檢的作業模式,如今顯然已越來越不適應電力行業發展的需要。

根據有關統計數據顯示,在傳統的人工巡檢場景,每100公裏的輸電線路巡檢大致需要160個工時,這個數據意味著,如果想在一個工作日內完成100公裏的線路巡檢,需要的線路巡檢人員是至少20位,效率之低下顯而易見。並且,在巡檢人員對電線杆、高壓導線、刀閘、鐵塔、絕緣子、變壓器等進行巡檢時,主要以紙質形式記錄巡檢結果,這同時意味著作業時需要攜帶大量的資料,既對巡線人員的工作強度構成影響,同時也造成了後續的資料匯總和分析處理相當不便。對於選線人員來說,巡線工作的安全隱患也不容忽視,他們不得不麵臨很多高壓輸電線路架設在崇山峻嶺甚至深山老林等極具風險地域的現實。

無人機電力巡線正是在這樣的背景下誕生。

相比傳統電力巡檢方式,它可以在作業難度較大的崇山峻林和深山老林、江河湖泊之間輕鬆實現作業,不僅更加高效和更加安全,在作業精度上,也逐漸實現了跟專業攝像機相當的精度效果,那些用人工很難發現的線路受損部分,通過無人機空中巡視,可以清楚地進行研判。

無人機電力巡線帶來的效果究竟有多高?

有測算顯示,一架市價20萬到100萬左右的電力巡檢無人機,每天可以完成的工作量,與上百工人的工作量相當,10多個電力工作者需要一整天才能修好的鐵塔,無人機一小時就可以搞定。這意味著,無人機巡線可以極大地節省人工成本。

無人機電力巡線,早期曾有直升機和飛艇的身影,但直升機很難靠目標太近,導致巡線的精準性不足,且其價格相對高昂。多旋翼正是在這樣的現實麵前崛起,之後在電力巡線領域大行其道,其所具備的便攜性與可以更靈活地靠近巡檢目標,以及相對低廉的價格,成為其受歡迎的重要原因。

根據宇辰網編撰的《中國民用無人機市場分析及前景預測》:2009年,國家電網公司正式立項研製無人機巡檢係統,到2012年底,其“高海拔地區無人機巡檢適應性研究”團隊曆時一個月,實現了國內最高海拔的飛行測試。2013年3月,國家電網確立直升機、無人機和人工協同的巡檢模式,並在包括山東、山西、四川、重慶、浙江、福建等地進行試點。

南方電網也在2009年提出“無人機巡線”的設想,該“創意”來自普洱供電局輸電所。2014年,南方電網首家輸電線路直升機巡視作業中心成立,各個子公司迅速開展無人機作業的嚐試。

經過幾年的探索,無人機已經在電力巡檢、故障處置以及電網建設放線等領域發揮越來越重要的作用。

運維模式“機巡為主、人巡為輔”

在實現無人機電力巡線方麵,發展最好的莫過於南方電網。

據大疆內部人士透露,早在精靈3出來之時,就被對方拿去做實驗,“2016年Asia Gaming開始正式跟他們談怎麽做解決方案,之前基本上被動居多,這時候對方是被動變主動。”這位內部人士表示,在電力巡線領域,大疆無人機的增長速度,每年達80%到100%,而搭載了大疆專業級A3 Pro飛行控製係統,以及配備了三套IMU和GNSS模塊,配合軟件解析餘度可實現6路冗餘導航係統的經緯M600 Pro被認為是在電力巡線領域應用較多的大疆無人機,該機可選配高精度D-RTK GNSS,大幅提升飛行可靠性,提供厘米級的定位精度,同時有效消除磁幹擾。


“南方電網比國家電網跑得快的原因主要是天高皇帝遠”,這位內部人士表示,在2016年南方電網表達要開始推進後,2017年已經實現了很大的提升,今年南方電網無人機巡線基本上已全麵推開,南方電網也成為國內電力巡線發展最快也是目前電力巡線最突出的公司。南方電網在回應相關情況時透露,2015年,該公司在廣東組建了全國首個機巡專業機構——廣東電網公司機巡作業中心,打造機巡作業示範基地。“短短3年時間,廣東電網公司無人機年巡視規模從2000千米提高到8萬千米,實現‘白天+夜間’全時段巡視,電力線路巡視由傳統人巡的4千米/人日提升至14.5千米/人日,效率提升了2.6倍。”其巡線作業中心數據分析部相關負責人表示,通過無人機智能作業,每天會產生2T的數據,由100多台服務器構建成的私有雲處理分析,多維度評估預測設備風險。而“在機巡過程中,會輸出可見光、紅外影像、高精度位置信息等數據,完成大數據積累。”據了解,目前廣東電網公司機巡中心已建成4.5萬千米、覆蓋主網68%的輸電數字化通道,實現對輸電設備和通道環境全方位巡視數據記錄和三維模型采集,預計今年機巡可產出數據將達到0.7PB。

與此同時,國家電網公司也已將無人機巡檢作業納入輸電線路精益化考核指標中。

截至2017年年底,公司係統各單位共配有各類型無人機1800餘架,2017年度無人機累計巡檢杆塔超過21萬基,累計發現缺陷超過5萬餘處。其中,“按照缺陷位置劃分,以杆塔瓶口及以上位置線路設備及附屬設施缺陷為主,占75.8%;按照缺陷等級劃分,以一般缺陷為主,占87.2%;按照缺陷類型劃分,以金具類缺陷為主,占42.7%。公司係統各單位廣泛應用無人機開展線路巡檢,在G20峰會、金磚會議、全運會和黨的十九大保電工作中發揮了突出作用,無人機巡檢已成為輸電線路運維不可或缺的手段。”

隨著南方電網和國家電網對於無人機巡線的大力推廣,一個以“機巡為主,人巡為輔”的線路運維模式正在全麵形成。

未來將實現智能化線路運行管控

目前,在有關電力巡線的無人機生產企業方麵,既有像易瓦特、臻迪、中飛艾維、科比特這樣的國內廠家,國外也有像德國microdrones、法國Delair-Tech等企業。我國目前已經建成了六大跨省區的電網,分別是南方、西北、華東、華中、華北和東北,到2020年,中國輸電線路總裏程將達到159萬公裏以上,占世界近一半的裏程數,這意味著電力巡線的市場前景十分廣闊。

實現電力巡線的規範化,是發展電力巡線無法繞開的話題。



電力巡檢無人機/圖 來源網絡

2013年,中國民用航空局(CAAC)下發《民用無人駕駛航空器係統駕駛員管理暫行規定》,為無人機規範管理邁出了第一步。為進一步規範電力巡檢,國家電網發布了Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無人機巡檢係統配置導則》、南方電網也發布了《架空輸電線路機巡光電吊艙技術規範(試行)》、中電聯則發布了DL/T 1482-2015《架空輸電線路無人機巡檢作業技術導則》,對無人機巡檢係統及光電吊艙進行規範。

需要指出的是,盡管有關無人機巡線的發展勢頭迅猛,但其在作業過程中,避障技術依然有待完善,有關無人機的續航問題,也需要得到解決,尤其是在大麵積巡檢之時,而飛手的短缺也毫無疑問是很棘手的問題。根據國家法律法規和相關政策,來推進無人機基礎技能的培訓工作,是合法合規開展無人機巡檢作業的基礎工作,當然,也隻有立足電網巡檢去深化無人機技能培訓,也才能切實提高巡檢人員技能水平。

然而,要不斷適應未來的發展,無人機巡線也需要與其他技術相結合。

根據業內報道顯示,今年7月31日,南方電網公司一架多旋翼無人機穿梭在佛山110千伏三洲變電站到110千伏興良變電站之間,在係統內首次實現“站到站”的自動高精度繞塔巡視。這個5公裏空中自動駕駛的成功完成,“標誌著南方電網公司基於北鬥高精度定位和電網數字化通道大數據積累形成的無人機自動駕駛技術體係日臻成熟。”相關負責人在談到無人機巡線時表示,“無人機在太陽能、風電、微網園區、通信鐵塔等與電網運維相似的設備運行管理業務上,應用潛力十分巨大。”

據了解,今年以來,南方電網已印發了《南方電網公司新技術推廣應用管理規定》及新技術應用指南等一係列文件,“持續加大智能技術在生產領域的深度融合,加快應用‘雲大物移智’等前沿技術,著力打造數字南網、智慧南網。”南方電網公司計劃在2018年完成直升機巡視不少於17萬千米、無人機巡視不少於20萬千米,多旋翼無人機將全麵配置到一線班組。

有關人士介紹說,在成功研發了無人機自動駕駛技術配套軟、硬件設備,全體係實現了自動充電及航線自動規劃、自動巡視、自動分析缺陷等功能後,南方電網將探索機載人工智能自動駕駛技術,推進人工智能與無人機的深度融合。未來,電網巡線將結合新技術發展趨勢滾動更新巡視及檢修作業模式,實現全自動、智能化線路運行管控。