变电站无人机巡检系统研究与应用

针对传统变电站巡检存在巡视盲区、智能化水平低、效率较低、成本较高等问题,由于多旋翼无人机具有可靠性高、定点悬停、成本低、机动性强等优势,在户外变电站巡视中运用广泛,文中提出并研制了变电站无人机巡检系统。该系统集成应用3D建模技术、航线规划技术、高精度定位技术、图像识别技术,实现了无人机按航线自主巡视,自动判断设备温度异常,智能识别表计读数,及时发现设备的缺陷,提高变电站巡检效率,满足变电站智能化、精益化运维需求。     

基于激光点云精确定位的输电线路无人机自主巡检系统研究

为了实现输电线路无人机全自主巡检,减少手动飞行控制操作,本研究实现了一种基于激光点云精确定位的无人机自主巡检系统,通过高精度三维激光点云数据实现航线自主规划、自主生成,从而实现无人机全过程无人化巡检作业飞行。试验结果表明,基于激光点云精确定位的无人机在自主巡检飞行过程中,具备空间碰撞检测与自动壁障能力,有效保证无人机飞行安全,降低电网潜在风险,提高输电线路巡检效率和运行可靠性,为后续输电线路巡检探索提供新的发展方向。     

变电站无人机自主巡检应用研究

目前随着电网规模的不断扩大,变电站数量与日俱增,站内高空设备因存在巡视盲区而导致其缺陷隐患十分隐蔽,此类缺陷所占比例日渐增高,给变电站安全稳定运行带来新的安全风险.而无人机具有飞行高度较高、视角广阔等特点,可以消除巡检死角,及时发现缺陷,因此进行变电站无人机巡检航线规划典型策略研究,通过建立变电站高精度激光点云模型,研究变电站巡检航线规划策略,自动生成变电站无人机巡检航线,并结合无人机飞行控制系统,完成一键起飞、自主巡航,定点拍摄、巡检图像回传等功能,实现变电站无人机自主巡检,提高巡检效率及安全性,为变电站安全运行保驾护航.     

基于差分定位的输电线路多旋翼无人机智能巡检

针对目前人工操作无人机进行输电线路巡线自动化程度不高,人工操作无人机难以标准化、规范化,导致巡线时间偏长或多发坠机等问题,围绕南方电网公司提出的无人机无人操控自主巡线目标,制定了基于载波相位差分定位技术的输电线路多旋翼无人机智能巡检方法。该方法在载波相位差分高精度定位技术的支撑下,首先由人工操控无人机进行线路巡检,再根据记录的巡检航迹提取航拍控制轨迹点精确的经纬度、海拔高度和每一航拍点的摄像头俯仰角度等信息,制定该线路的自主巡检方案。进行自主巡航时沿设定的轨迹控制点按预设角度进行航拍,实现无人机巡航的流程化和标准化。现场测试效果表明,无人机利用所提方法可在强电磁场环境下快速准确地完成定点巡航任务,为实现规范化、标准化的无人机安全巡线作业奠定了基础。     

变电站油位表计设备的无人机巡检系统研究

随着无人机在变电站巡检工作中的不断深入应用,电流互感器、 变压器、 断路器等含油位、表计设备的示数读取已成为迫切需求.当前无人机巡检或是人工手动进行飞行作业,或是孤网运行手动导出巡检图像分析,均未能与变电站现有专网运行的智能巡检系统融合.以变电站无人机巡检系统的建设为出发点,对变电站无人机巡检系统的构成进行模块分解,对...     

变电站挂轨机器人智能巡检系统技术研究

针对变电站设备室内空间狭小复杂及人工巡检劳动强度大、工作效率低、人身安全无保障和容易产生漏判、误判的问题,集成应用挂轨行驶驱动技术、巡检定位技术、自动采集信息技术、红外防碰撞技术、直流载波通信技术等关键技术研制了变电站挂轨机器人智能巡检系统.该系统机器人通过挂轨行驶克服了设备室内空间狭小复杂问题,可精准定位巡检目标设备,自动根据下达的巡检任务开展巡检工作,自动采集目标设备巡检信息并智能诊断预警设备隐患.利用挂轨机器人智能巡检代替人工巡检,降低了运行人员的劳动强度,提高了巡检质量和效率,保障了人身安全,提升了变电站设备运维水平.该系统在500 kV文山变电站的成功应用验证了系统的实用性及有效性.     

大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用

大型无人直升机电力线路巡检存在环境适应性差、智能化程度低、多学科交叉难度大等问题,现阶段无人直升机巡检主要依赖于人工地面操作,为了提高巡检效率和安全性,研究大型无人机全自动巡检技术具有重大意义。提出了大型无人机全自动巡检概念,分析了无人机全自动巡检的必要性,论述了实现复杂环境下大型无人机超低空、超视距安全巡检涉及的关键技术,包括实时差分定位、无人机中继通信、自主避障、高精度位姿测量、吊舱自动追踪、飞行计划和航迹规划、任务规划和任务控制等,并将大型无人直升机全自动巡检技术首次应用于我国电网输电线路巡检,巡检结果验证了大型无人机全自动巡检技术的有效性和先进性。大型无人机全自动巡检建立了一种高效、智能、全新的电力巡检模式,该项技术的发展进步对提高我国电网输电线路智能化巡检水平具有显著促进作用。     

基于IMU-GNSS-VO的输电线无人机巡检定位和目标跟踪自适应方法

无人机巡检在220 kV输电线的日常巡检工作中占据越来越多的比重，然而无人机巡检存在定位不准、巡检目标识别与跟踪困难等系列问题。为此，基于惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)、全球导航卫星系统(global navigation satellite systems, GNSS)、视觉测程(visual odometry, VO)等多路传感器融合信息，提出了一种无人机输电线巡检定位与目标跟踪自适应方法。为解决GNSS信号中断以及视觉传感器在复杂场景中缺乏足够特征点导致的自主定位困难问题，提出一种基于联邦卡尔曼滤波的鲁棒自适应定位算法，该算法确保了无人机自主导航和定位的准确性；同时，为了实现输电线目标自动识别和跟踪，提出一种变化场景最佳阈值选择算法，实现预测性和连续的参数选择，以提高输电线跟踪的准确性。最后，以唐山某典型案例为试点，验证了方法的有效性，并进一步全面优化输电线路无人机巡检工作流程，为后续输电线巡检的智能巡检多维应用奠定较好的基础。     

BS架构下变电站运行场景无人机巡检系统设计

为解决传统变电站运行场景无人机巡检系统巡检查全率低的问题,提出BS架构下变电站运行场景无人机巡检系统设计.硬件方面,设计传感器以及通信链路,基于BS架构下WWW浏览器,接收变电站运行场景无人机巡检数据,利用Server层计算变电站运行场景无人机巡检相关参数,通过Brow ser层迭代分析变电站运行场景空间矢量数据,实现变电站运行场景无人机巡检,完成系统设计.设计实例分析结果表明,设计的巡检系统巡检查全率明显高于对照组,能解决传统变电站运行场景无人机巡检系统巡检查全率低的问题.     

国网福建电力:推进变电站无人机巡检试点应用

正2021-03-26,国网福建省电力有限公司完成了500?k V宁德变电站等11座变电站无人机巡检试点方案的编制与审核工作。2021-03-18,国网福建电力在三明开展首次变电站无人机巡检技术研讨,并启动全省变电站无人机巡检试点工作,试点范围为全省的11座变电站,其中,35?k V变电站1座、500?k V变电站1座、220?k V变电站8座、1?000?k V变电站1座。当天,在三明220?k V列西变电站,福建电力科学研究院联合三明供电公司演示了无人机在站内开展可见光及红外自主巡检,两架小型无人机不到15?min就完成了变电站高空设备的巡检。这是国网福建电力首次采用小型红外无人机开展自主巡检,不仅实现了设备外观巡检,还能近距离、多角度巡检关键设备内部发热情况,做到一次飞行、多种数据采集。据介绍,传统的变电站巡检方式主要是采用人工巡检、巡检机器人或地面视频监控等手段,存在部分盲区,比如高空的母线、绝缘子等设备无法被检测到。为提升变电站运检质效,2020年5月,     

输电线路智能巡检系统的设计研究

针对传统输电线路的巡检系统存在智能化水平不足,操作步骤繁琐,偏远地区信号不稳定等问题,提出一种基于北斗定位技术和人工智能结合的输电线路智能巡检系统体系。在该系统中,基于百度地图建立了野外路径导航模型;利用专家系统建立了杆塔缺陷库,并搭建了图形化巡视功能模型;通过智能算法对巡检路径进行规划。为提高安全性和通信可靠性,利用北斗系统进行杆塔定位,采用3G、4G网络与后台进行通信。该系统可提高巡检效率,减少故障处理时间。     

无人机线路自主巡检的动态轨迹规划方法

为提高无人机巡检航迹精度,本文提出一种基于动态航迹优化规划的无人机输电线路自主巡检方法。首先,通过单目视觉测距确定无人机巡线安全距离;然后,基于全局静态航迹中的静、动态突发威胁,建立动态航迹规划模型,通过改进双向快速扩展随机树算法对航迹实现动态优化规划;最后,设计无人机自主巡检系统流程,完成自主巡检的全路程作业。实际应用表明,该系统可以提高无人机巡检精度、效率并降低巡检成本。     

输电线路移动式不间断自主智能巡检技术研究

为解决传统巡检作业模式中的难度大、标准杂、效率低、盲点多等集中突出的问题,提出了一种基于多机协同作业的不间断自主杆塔巡检方法,建立了A、B车交替不间断巡检的作业方式,使得无人机可以不间断地对电力杆塔进行巡检.所建立标准的作业线路模型,可根据不同杆塔类型的巡检目标自动生成不同的安全线路,对无人机实现自动巡检的线路规划提供科学依据.构建了输电线路移动式不间断自动精益化智能巡检系统,应用计算机视觉技术,在高精度RTK定位的基础上辅助定位,更加精准地完成自动巡检与降落,通过建立任务、线路为导向的操作方式,直观展现了作业成果,提高了管理决策质量及作业效率.     

输电线路无人机巡检图像自动命名关键技术研究

针对海量的输电线路无人机巡检图像，传统的人工命名耗费了大量的人力，且存在命名错误等一些问题，严重影响无人机发挥巡检效能，因此提出输电线路自动命名技术。该技术基于输电线路高精度激光点云，提取零部件关键位置坐标，基于无人机RTK定位技术，提取巡检图像坐标，运用以上两种坐标，完成了基于空间距离的图像自动命名方法研究，并基于python研发了自动命名软件，在没有人员干预的条件下，快速、准确、自动地完成输电线路无人机巡检图像命名。在佛山地区应用实践中，该软件每年完成22万张输电线路无人机巡检图像的自动命名，节约了大量的人力，提高了无人机巡检时效性。     

无人机巡检系统自主导航定位技术研究

该系统研究小型旋翼无人机巡检系统自主导航定位,并结合电力巡检的实际环境,设计高精度、智能化、高鲁棒性自主导航系统。通过多传感器精细滤波算法以及高效融合算法提高导航系统精度,通过神经网络等智能化工具以及复杂系统分层调度思想,从而实现导航系统智能化,通过分级滤波构架,提高系统的鲁棒性。     

面向电力巡检的北斗定位技术研究

随着北斗技术日益成熟，北斗系统在逐步替换全球定位系统（Global Positioning System,GPS）系统，广泛应用各行各业。特别地，在电力线路巡检场景中利用北斗系统精准确定故障点。首先介绍北斗卫星定位系统；其次分析北斗高精度定位系统应用于电力巡检的必要性和可行性，然后简要概述北斗高精度实时动态（Real Time Kinematic,RTK）和动态后处理（Post Processed Kinematic,PPK）两种差分定位技术的工作原理及其对比。列出载波相位差分方程组，并进行误差修复，使得电力巡检线路故障点的定位精度达到厘米级。     

基于云雾边异构协同的无人机智慧巡检系统

针对现有输电线路无人机巡检系统数据处理平台计算能力较低、整合程度不高的问题,提出一种基于云雾边异构协同计算的新型无人机巡检系统。详细介绍系统架构、网络架构以及作业流程,同时将先进人工智能技术与无人机巡检具体功能有机融合,以航迹自主规划、多机多任务协同以及缺陷智能识别3种主要功能为例,给出基于人工智能技术的无人机巡检整体解决方案,全面提高无人机智能化水平与自主运行能力,提升输电线路巡检效率与质量,降低运维成本。     

高压输电线路多无人机自主协同巡线设计与测试

针对目前巡检高压输电线路的固定翼无人机不能精细化巡查,而多旋翼无人机运动速度慢且需要人工遥控操作导致安全风险较大的问题,提出多架多旋翼无人机自主协同精细化巡线方案。探讨了利用两架部署在导线两侧的无人机通过机间通信协同巡检高压输电杆塔和导线的方法,并采用机器学习技术和多智能体一致性控制算法设计无人机自主飞行控制器。根据设计结果开发一站四机系统验证巡线方案,实验部署两机为一组,两组并行作业。结果表明该系统按预期完成高压输电线路的巡检作业,未发生误报缺陷,相比单个遥控操作的多旋翼无人机巡检方案,多机协同方案无需人工干预飞行,总巡线速度超过单机最高时速,双机协同对单个杆塔的平均巡检时间小于遥控单机巡检时间的一半。     

基于多旋翼无人机的输电通道自主巡检技术研究

传统输电线路通道电网巡检技术无法控制巡检安全距离,导致存在巡检精度低的问题,提出输电线路通道多旋翼无人机电网巡检技术研究方法。构建多旋翼无人机电网自主巡检飞行控制模型,寻找塔体的兴趣点,在确保不穿越塔体的情况下,实现安全检测,通过高速图像模块、成像传感模块、超声波局放传感模块,实现对无人机电网自主巡检飞行控制。为检测巡检技术的综合能力,设定对比实验,检测不同技术的环境适应能力、巡检精度和成像效果,实验结果表明,多旋翼无人机电网巡检技术的环境适应能力强、巡检精度更高,成像传感效果更好。     

搭载高倍变焦云台相机无人机在换流站巡检的应用

直流换流站电磁环境比交流变电站更复杂,无人机在站内高压设备间狭小区域飞行的安全性还有待研究.而随着高倍变焦云台相机的开发,远距离图像采集能力大大提升,给换流站无人机巡检提供了新思路.分析了直流换流站的电磁环境特点,探讨了搭载高倍变焦云台相机的无人机远距离巡视的可行性,研究了巡检方法,并以一起换流站中的设备发热缺陷巡查为例,介绍了实际使用效果.