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打破电力巡检边界需要这些新技术

时间:2023-03-18 00:48:42 科技观察

无人机穿梭于输电线路和铁塔之间,对输电线路进行高精度拍摄。人机内置无线通讯能力,结合杆塔复合光纤架空地线,快速传输至机房后端设备。解压后还原出来的图片和拍摄后的原图几乎一模一样。分析并快速生成诊断结果并将其发送给工作人员。这样的电力巡检模式不仅效率更高,而且避免了人工巡检过程中的各种安全隐患。这也成为许多国家在电力行业数字化转型中努力实现的目标。过去,为保证电力线路和电力系统的稳定运行,供电企业需要定期安排巡检人员对线路和设备进行巡检,发现隐患。然而,电力检查一直是一项危险的工作。对于检验员来说,不仅要准确无误,还需要两班倒,费时费力。有些设施甚至需要爬坡和“走钢丝”电缆。对于供电企业来说,这个岗位很辛苦,用人成本自然不低。传统电力巡检——低效率和高风险并存。电力电缆隧道、变电站、输电线路、开关站,其巡检方式主要采用人工和少量环境监测仪,传统的电力线路巡检方式主要有特殊标记法、条形码标记法和信息按钮采集法。特殊标记方式需要提前在输电线杆塔上做标记,巡检员可以通过这些标记确认杆塔的状态,缺点是容易受人为因素影响;条码标记方式也需要粘贴预先在铁塔上打上条码,完成电力线路的巡检,虽然比特殊标记更容易操作方法,条码容易被破坏,没有完全摆脱人工管理,影响准确性;信息按键采集方式,通过安装不同编号的信息按键,巡检人员使用手持设备扫描信息按键,进行数据的接入和传输,完成对电力线路信息的分析处理。但信息按钮的安装相对复杂,巡检过程还需要工作人员现场操作,难以实现全面的线路管理。传统的巡检模式不仅效率低下,而且还伴随着高风险。它需要工人爬上输电线路“走钢丝”。塔的检查工作。国家能源局数据显示,2021年前三季度,我国共发生事故29起,累计死亡34人。由此可见,传统的巡检工作不仅效率低下,而且十分危险。此外,在传统电力巡检模式下,每个工作人员的责任心、业务能力、工作经验等特点也参差不齐,这些因素也会影响巡检质量和时长。对于管理人员来说,仅仅依靠巡检记录很难准确评价巡检人员的工作质量,导致很多巡检工作流于形式。机器人——电力巡检数字化的第一步目前,国内电力行业积极响应数字经济和数字中国建设,进行数字化转型。智能监控设备与数字化管理系统相结合,将大大减少日常巡检工作量,有效提高巡检质量,提高管理效率。今年7月,在第五届数字中国建设峰会上,阿里巴巴展示了一款“机器人电工”,通过阿里云导航算法设定好路线后,可以自动巡检配电室,并利用摄像头和红外传感器发现故障。同年9月,国网智能还与阿里云在导航系统领域展开合作。第一轮重点关注轮式巡检机器人产品。阿里巴巴达摩院的自动驾驶定位导航技术,可以帮助优化电力巡检机器人的环境。感知、建图、路径规划能力使轮式巡检机器人实现脱困、自主充电,提高了机器人的稳定性和智能性。变电站的轮式机器人这款轮式机器人可以完成户外大场景的厘米级高精度测绘。地图任意位置定位初始化成功率达到98%。采用低成本的多传感器融合定位,可实现“厘米级”定位精度和障碍物识别。结合多传感器观测的实时地形估计功能,可完成路径规划工作,在线选择安全路线,并帮助机器人在复杂地形条件下稳定运行。现阶段,轮式机器人已经越来越多地参与电力巡检工作,它可以完全摆脱传统的固定履带,但面对复杂的地形环境,轮式机器人很难完成这项工作。相比之下,可以在山路上行走和上下楼梯的四足机器人要灵活得多。波士顿动力Spot四足机器人四足机器人目前正在尝试参与动力巡检,其中最著名的是波士顿动力已经在售的Spot,国内机器人厂商也在探索四足机器人的应用场景.例如,上海电力电缆有限公司正在尝试使用云深处的绝影进行线路巡检测试。虽然四足机器人技术还有一定的发展空间,但轮式和四足机器人都可以为配电室、变电站等设施提供良好的地面支撑。这些并不是电力行业中需要检查的唯一设施。位于城市、乡村甚至山区的铁塔,由于地处偏远,环境复杂,需要更灵活的检测设备。以无人机为主的巡检模式正在逐步被采用。.无人机——电力巡检的数字化“翅膀”在山区,电力巡检需要随时面对极端天气和复杂地形。例如,在四川省高原地区,四川输变电运营维护的输电线路很少建在陡峭的悬崖峭壁上,大多数杆塔海拔都在3000米以上。在高海拔环境下,稀薄的空气会导致升力明显降低。无人机需要消耗更多电量来维持飞行高度,这会影响电池寿命。大疆为“悟”2适配了高原螺旋桨,可保证5000米高空稳定飞行,也可在四川高原山区正常开展动力巡检作业。此外,大疆Phantom4和Mavic2系列无人机配备通用螺旋桨,无需根据海拔高度更换螺旋桨,也能在6000米高空安全飞行。大疆无人机在高海拔地区飞行,对续航能力的要求很高。DJIMatriceM200V2系列搭载大容量TB55电池,预留15-20%的落地电量。仅搭载ZenmuseX5S或ZenmuseZ30单云台负载,MatriceM200V2系列在高原山区续航可达22-27分钟,更能适应高海拔恶劣的飞行环境。虽然无人机、机器人和摄像头的结合使用可以大大降低电力巡检的人工成本,但受限于尺寸,这些设备往往只有高精度拍摄、自动导航等功能。严格来说,拍照并完成返还只是检查工作的一半,另一半的智能化则需要后端设施的升级。人工智能——电力巡检“最强大脑”设备在巡检过程中拍摄的图片可通过5G网络快速传输至后端设备。结合人工智能,可以自动完成对图片的分析。浪潮的“电力设备巡检人工智能解决方案”正是这样一种工作模式。它利用人工智能技术对现场电力设备图片进行识别分析,完成样本数据准备、模型训练和模型应用。其他设备采集的图片传输到部署在电站演播室的检测服务器进行识别,快速完成智能诊断。部分地区的供电企业也采用了类似的组合方式。国网宁波供电公司与中国移动联合开发的5G+无人机自主巡检应用,无人机可按照既定航线从机巢飞至巡检点,并利用内置高清摄像头精细定位捕捉铁塔上的绝缘体、地线等细节,并通过5G网络实时传回。一旦发现安全隐患,无人机将自动触发处理机制,第一时间消除隐患。完成任务后自动精准降落回机巢。国网山东省电力公司青岛供电公司还自主研发了“基于5G+北斗的无人机智能巡检系统”,构建了5GSA电力切片网络数据高速安全传输系统,结合基于深度学习的人工智能诊断算法分析平台可实现无人机自主巡检、数据实时回传、缺陷智能分析。在国内率先形成了基于北斗系统的无人机精准智能巡检手段。写到在上次新技术的加持下,电力巡检工作变得更加高效。公开资料显示,深圳市供电局采用无人机进行自主巡检后,传统人工巡检效率提升2.6倍;佛山高明供电局还实现了无人机自动驾驶巡检全覆盖,建设了385间智慧电力机房。未来,随着电力巡检机器人和无人机应用普及率的提升,我国电力行业发生事故的概率也将降低,电力运检固有的高风险行业特征也有望改变.利用机器人、无人机,结合5G、人工智能等新技术进行电力巡检,也是实现电网智能化、自动化发展的重要手段。