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无人机光伏教案无人机光伏教案 无人机在电力行业的应用无人机在电力行业的应用 Ø 一、测量地形图一、测量地形图 Ø 二、输电线路规划二、输电线路规划 Ø 三、线路巡查三、线路巡查 Ø 四、线路架设四、线路架设 Ø 五、光伏电站运维五、光伏电站运维 一、测量地形图一、测量地形图 无人机测绘适用于大比例尺的地形图测量，成图比例尺一般为 1： 2000，但电网工程的可研 设计阶段，可增加野外控制车的方法并利用野外测量数据优化航测高程信息等，从而获得 1： 1000比例尺的地形图，为站址布置及优化提供影像高程等详细的基础资料，减少测绘强度，提 高规划效率。 DOM叠加 DLG图 二、输电线路规划二、输电线路规划 在各种 类 型 输变电线 路走廊 规 划中，利用无人机 测绘 系 统对规 划区域 进 行 详细 的 测绘 ， 并高效地 获 得相 应 参考数据，可有效减小地面 现场 不利 环 境 对 勘 测 的不利影响通 过 分析数据， 考 虑 相关因素，各工程 项 目关系 协调 ，充分利用有限的通道 资 源，使 线 路走向和区域 规 划更加 合理 例：重 庆电 力 设计 院利用无人机 测 绘 技 术 ， 仅 用 15天 时间 ，完成了重 庆 220千伏 张 秀 线 的数字航空 摄 影 任 务 ，无人机航拍 测绘 技 术 首次运 用于重 庆电 网 输电 路径 优 化 设计 工 作中， 优 化了 输电线 路路径， 节约 了工程投 资 重重 庆庆 220千伏千伏 张张 秀秀 线线 工程工程 项项 目数字影像目数字影像 三、线路巡查、复测三、线路巡查、复测 巡线维护现代化的重要性越来越得到国内电力专家的重视，实际上，欧美各国在上世纪 50年代开始 研究并使用无人机完成巡线带电作业和线路施工，最早利用无人机巡线的是英国威尔士大学和英国 EA电 力咨询公司而我国从 20世纪 80年代开始研究利用直升机巡线的技术线路巡查是一项检测目标多样分散检 测难度大的任务。传统巡线存在的问题：巡线线路距离长、工作量大、步行巡线效率非常缓慢，无法提 高巡线效率。遇到冰雪、水灾、地震、滑坡等自然灾害天气时，巡线工作几乎无法开展山区巡线具有高 风险性，时刻威胁巡线人员生命安全。 线路巡查中线路巡查中 无人机的优势无人机的优势 无人机巡线提高了电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带电的 环境下迅速完成，确保了用电安全。据相关信息表明：无人机巡线比人工巡线效率 高出 40陪。采用无人机进行常规输电线路巡查，可降低劳动强度，与有人直升机巡 线相比，可提高巡线作业人员的安全性，并且降低了成本。无人机具有巡线速度 快、应急瞬速的特点并及时发现缺陷，及时提供信息，避免了线路事故停电，挽回 了高额的停电费用损失。 从无人机影像中，可以清楚地 观 察 输电设备 的外 观 情况，并可以判断 检测 目 标 是否存在物理缺陷， 导线 是否出 现 断股 紧 固件是否出 现 松脱 绝缘 子是否有破 损 或 污秽 防震 锤 是否异常等 设备 缺陷。从 红 外光照片中，可以 观 察 设备 是否存在 热 缺陷， 线 路接 头线夹 耐 张 管接 线 管 绝缘 子等部位是否存在由缺陷所 导 致的 发热 点。 四、线路架设四、线路架设 在高 压电 力 线 路的架 设过 程中， 难 免需要穿 过 一些已有 带 点高 压线 ，山谷，峡谷，河流， 树 林， 建筑等障碍物。 传统电 力拉 线 作 业 效率低， 难 度大而且危 险 系数高。 无人机配有相 应 的引 线 装置，可 以在高空 执 行架 线 的任 务 。 利用 无人机自 动 架 线 装置，从而很好的完成相关初 级导 引 绳 的任 务 。无人 机 电 力拉 线 ，具有作 业 效率高，安全系数高，适 应 性 强 ，拉 线 距离 长 等 优势 。 五、光伏电站运维的应用五、光伏电站运维的应用 l 光伏 发电 站的特点： 光伏发电项目具有占地面积广、设备数量多的特点。庞大的设备数量及广阔的设备面积，也造成了光伏电 站设备监视、检查、事故处理等方面的困难。为此，每个光伏电站，必须配置一定数量的运维人员及车辆， 来保障设备正常、稳定运行。大型地面集中式光伏电站，一般都建在荒无人烟的戈壁、沙漠、草原、丘陵等 地方，生存条件恶略，工作、生活单调乏味，造成企业对运维人员管理上的种种困难。 智能无人机操作灵活、简便、高效，相比于常规的人工巡检，智 能无人机巡检具备以下优势： l 1.巡检效率高，大幅缩减光伏电站巡检所需人数及巡检时间，节省人力运维成本，具有更高的经济效益； l 2.智能无人机机动性高，它在空中飞行可以不受地面障碍物等的限制自由移动。针对光伏电站幅员辽阔，地形起伏等特点 ，运用无人机巡检省时又省力； l 3.全自动飞行诊断，结合历史数据分析，可对光伏电站进行全面评估，还可对电站故障的出现进行有效预测； l 4.提升了电站巡检频次，有效提高电站巡检效率与精确性； l 5.解决了电站建设类型不同，组件难于巡检的难题，及以往人工巡检可能带来的人员安全问题 l 6.利用摄像头、 GPS、声呐感应器等装置自动飞回地面基站。安全着陆以后，基站的机器又能够自动为无人机更换电池， 无人机搜集的数据又能够及时地上传到云端。 无人机在飞行高度为 25米情况下传回地面的红外图像。 通过红外图像，能发现光伏电站的热斑现象并精确定位 ，红外图片结合计算机分析，可获得电站运行的一些关 键数据，从而实现对光伏电站发热等故障的诊断 鸟粪、灰尘 以无人机为服务平台搭载多光谱设备从高空观察光伏电站。可快速获取图像或视频数据，结合 图像分析和专家诊断系统全面、精准、及时判别出故障设备。 电池板表面脱落 电池板表面隐裂 数码相机和红外热像仪同时拍摄，易于辨别电池板故障 及位置 太阳能发电场中的发电板表面总是容易布满一层沙尘和污渍。为了保持光电转化效率，发电板必须保 持干净，定时清理，这就增加了劳动力成本。因此，带着刷子的遥控飞机，它可以飞到太阳能板上面 ，清理掉上面的灰尘。或者使用光伏面板清洁机器人，进行常规清洗 无人机市场未来发展方向及趋势无人机市场未来发展方向及趋势 一、 未来 5-10年整体无人机市场将迎来高速增长期 1 --全球无人机研发与采购的市场 规模每年约为 50-60亿美元，未 来 10年这一规模将以年均 10% 左右的速度稳步发展，市场规模 将达 1000亿美元； 二、 中国民用无人机市场分析 国内无人机市场将进入高速发展阶段。 初步估算国内无人机市场的年销售额近 5亿元，有超过 170家生产企业，预 计 3-5年之后，国内无人机领域就将进入批量采购和应用的阶段，市场规模有望超预期实现年均 30%以上的加速增 长，年销售额达 10亿元 当前民用无人机市场主要分为两类： 一类， 主要针对特定行业需求服务的无人机 ， 另一 类， 主要针对个人消费类型需求的无人机。 --从市场规模角度，警用 无人机 ，农业植保无人机、测绘与巡线 无人机 由于市场刚性需求，政策 障碍小，技术相对成熟， 预计 3- 5年内，具有相当大的投资价值 ； --大数据服务 是 未来市场需求趋 势，投资价值与投资风险并存； --飞机控制技术 是民用无人机的 核心技术之一，预计 1-2年内， 掌握飞机控制技术的企业具有较 大的投资价值。 民用民用 无人机无人机 未来未来 5~10年迎来产业化浪潮年迎来产业化浪潮 市场规模 ：电力 巡检 10亿 油气 管道 18亿 警 用 60亿 农业 400亿 其他 百亿量级 反 恐维 稳公安执法 应急 救援与 救护 抢险救灾 海岸线 巡查 等 航 拍 农林植保 地质勘探 电力 巡检 油气管路巡查 高速公路 事故管理 森林防火巡查 污染环境勘察 电力 巡检解决 方案 适用范围 电力 |通讯 |事故预警和排 查 …… 应用优势 自动任务规划 |自 主 任务 执行 |可见光 +红外 热 像 +紫外成像 |三维实施重建 |遥感 数据共享 …… 实践探索 +政策出台 ， 有望 开启 10亿 市场。 精 准识别定位 搭载专用电力巡线设备，准确定位 杆塔 ； 2m内定点拍 照和实时传输，无死角、无 盲区 ； 智能 检测，快速探 测输电线路故障、本体缺陷、通道 隐患 …… 应对 恶劣气候 6-7级抗风、防 雨 ； 视频 去雾、增强，消 抖动 ；可 抗 强 电磁干扰 ； 通信 中继 应对 …… 自主任务执行 可编程开放接口 ； 自动避障 ； 超视距自动驾驶 ； 第一 时间突发事故应对 …… 复杂作业 目前搭载 的任务载荷可检测到线路的主要缺陷包括： 线路通道障碍，线路金具的松脱、缺失和磨损，绝缘 子劣化、破裂和污秽，部件错误搭接，间隔棒松脱和 损坏，导线和地线磨损，金具内部的损伤、导线连接 点过热 等 …… 年均燃油动力 无人机 需求 高达 18亿 元。 适用范围 能源 |传输 |通讯 |电力 |事故预警和排查 |管道生 命 管理 …… 应用优势 智能飞控 |双目立体视觉 |集成模块设计 |便捷携 带 |一键自主飞行 |视频图像实时 传输 …… 应对 恶劣气候 6-7级抗风、防 雨 ； 视频 去雾、增强，消 抖动 ； 抗 强 电 磁干扰 ； 通信 中继 应对 …… 油路 巡检 自动 飞行模式，高清摄像实时采集和 传输 ； 地面站 数 据导入，照片拼接、处理，可绘制完整的管线航测 图 ； 3小时全线路实时自动检测，异常压力波动实时 报警 ； 搭载 图像采集设备，可进行长输油气管道勘测、管 道选线、评估应用、 BIM基础 数据采集 ； 挂载 红外热像 仪，实现夜间 巡检 …… 地貌 勘察 智能 双目识别，自动避障 ， 预定轨道 一 键 返航 ； 远程 地貌影像拍摄和采集，及时提供地面、空间数据和基 础地理 信息 ； 无人机 自动勘察，有效降低工作强度、 保障人员安全、提高 工作效率 …… 实时 监拍 无人 自动地形 观察 ； 施工 前、中、后各阶段 ，随时 了 解进度和 情况管道 运行阶段，可进行无人管道巡护， 留备管道沿线地表 资料 ； 管道 应急维抢修期间，可进 行事故现场监视、数据传送、通信中继 、搜救防护 ……