隨著南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)對于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面形成。
節(jié)省人工成本、提供安全系數(shù)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(wǎng)和國家電網(wǎng)在無人機電力巡線上的不斷嘗試而日漸豐滿。在輸電線路早已穩(wěn)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(yè)應用里，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
無人機巡線何以崛起
我國電力行業(yè)長期依賴人工進行線路巡檢的作業(yè)模式，如今顯然已越來越不適應電力行業(yè)發(fā)展的需要。
根據(jù)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在傳統(tǒng)的人工巡檢場景，每100公里的輸電線路巡檢大致需要160個工時，這個數(shù)據(jù)意味著，如果想在一個工作日內完成100公里的線路巡檢，需要的線路巡檢人員是至少20位，效率之低下顯而易見。并且，在巡檢人員對電線桿、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(yè)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，同時也造成了后續(xù)的資料匯總和分析處理相當不便。對于選線人員來說，巡線工作的安全隱患也不容忽視，他們不得不面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(xiàn)實。
無人機電力巡線正是在這樣的背景下誕生。
相比傳統(tǒng)電力巡檢方式，它可以在作業(yè)難度較大的崇山峻林和深山老林、江河湖泊之間輕松實現(xiàn)作業(yè)，不僅更加高效和更加安全，在作業(yè)精度上，也逐漸實現(xiàn)了跟專業(yè)攝像機相當?shù)木刃Ч?，那些用人工很難發(fā)現(xiàn)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率究竟有多高？
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(jié)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(xiàn)實面前崛起，之后在電力巡線領域大行其道，其便攜性的優(yōu)點，與可以更靈活地靠近巡檢目標得到的高質量效果，以及相對低廉的價格，成為多旋翼受歡迎的重要原因。
根據(jù)宇辰網(wǎng)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(wǎng)公司正式立項研制無人機巡檢系統(tǒng)，到2012年底，其“高海拔地區(qū)無人機巡檢適應性研究”團隊歷時一個月，實現(xiàn)了國內最高海拔的飛行測試。2013年3月，國家電網(wǎng)確立直升機、無人機和人工協(xié)同的巡檢模式，并在包括山東、山西、四川、重慶、浙江、福建等地進行試點。
南方電網(wǎng)也在2009年提出“無人機巡線”的設想，該“創(chuàng)意”來自普洱供電局輸電所。2014年，南方電網(wǎng)首家輸電線路直升機巡視作業(yè)中心成立，各個子公司迅速開展無人機作業(yè)的嘗試。
經(jīng)過幾年的探索，無人機已經(jīng)在電力巡檢、故障處置以及電網(wǎng)建設放線等領域發(fā)揮越來越重要的作用。
運維模式“機巡為主、人巡為輔”
在實現(xiàn)無人機電力巡線方面，發(fā)展最好的莫過于南方電網(wǎng)。
據(jù)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年我們開始正式跟他們談怎么做解決方案，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(yè)級A3 Pro飛行控制系統(tǒng)，以及配備了三套IMU和GNSS模塊，配合軟件解析余度可實現(xiàn)6路冗余導航系統(tǒng)的經(jīng)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，同時有效消除磁干擾。
電力巡檢無人機
“南方電網(wǎng)比國家電網(wǎng)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(wǎng)表達要開始推進后，2017年已經(jīng)實現(xiàn)了很大的提升，今年南方電網(wǎng)無人機巡線基本上已全面推開，南方電網(wǎng)也成為國內電力巡線發(fā)展最快也是目前電力巡線最突出的公司。南方電網(wǎng)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(yè)機構——廣東電網(wǎng)公司機巡作業(yè)中心，打造機巡作業(yè)示范基地。“短短3年時間，廣東電網(wǎng)公司無人機年巡視規(guī)模從2000千米提高到8萬千米，實現(xiàn)‘白天+夜間’全時段巡視，電力線路巡視由傳統(tǒng)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(yè)中心數(shù)據(jù)分析部相關負責人表示，通過無人機智能作業(yè)，每天會產(chǎn)生2T的數(shù)據(jù)，由100多臺服務器構建成的私有云處理分析，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(shù)據(jù)，完成大數(shù)據(jù)積累。”據(jù)了解，目前廣東電網(wǎng)公司機巡中心已建成4.5萬千米、覆蓋主網(wǎng)68%的輸電數(shù)字化通道，實現(xiàn)對輸電設備和通道環(huán)境全方位巡視數(shù)據(jù)記錄和三維模型采集，預計今年機巡可產(chǎn)出數(shù)據(jù)將達到0.7PB。
與此同時，國家電網(wǎng)公司也已將無人機巡檢作業(yè)納入輸電線路精益化考核指標中。
截至2017年年底，公司系統(tǒng)各單位共配有各類型無人機1800余架，2017年度無人機累計巡檢桿塔超過21萬基，累計發(fā)現(xiàn)缺陷超過5萬余處。其中，“按照缺陷位置劃分，以桿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%。公司系統(tǒng)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(fā)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(wǎng)和國家電網(wǎng)對于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面形成。
未來將實現(xiàn)智能化線路運行管控
目前，在有關電力巡線的無人機生產(chǎn)企業(yè)方面，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(yè)。我國目前已經(jīng)建成了六大跨省區(qū)的電網(wǎng)，分別是南方、西北、華東、華中、華北和東北，到2020年，中國輸電線路總里程將達到159萬公里以上，占世界近一半的里程數(shù)，這意味著電力巡線的市場前景十分廣闊。
實現(xiàn)電力巡線的規(guī)范化，是發(fā)展電力巡線無法繞開的話題。
電力巡檢無人機
2013年，中國民用航空局(CAAC)下發(fā)《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，為無人機規(guī)范管理邁出了第一步。為進一步規(guī)范電力巡檢，國家電網(wǎng)發(fā)布了Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無人機巡檢系統(tǒng)配置導則》、南方電網(wǎng)也發(fā)布了《架空輸電線路機巡光電吊艙技術規(guī)范（試行）》、中電聯(lián)則發(fā)布了DL/T 1482-2015《架空輸電線路無人機巡檢作業(yè)技術導則》，對無人機巡檢系統(tǒng)及光電吊艙進行規(guī)范。
需要指出的是，盡管有關無人機巡線的發(fā)展勢頭迅猛，但其在作業(yè)過程中，避障技術依然有待完善，有關無人機的續(xù)航問題，也需要得到解決，尤其是在大面積巡檢之時，而飛手的短缺也毫無疑問是很棘手的問題。根據(jù)國家法律法規(guī)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(guī)開展無人機巡檢作業(yè)的基礎工作，當然，也只有立足電網(wǎng)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(fā)展，無人機巡線也需要與其他技術相結合。
根據(jù)業(yè)內報道顯示，今年7月31日，南方電網(wǎng)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，在系統(tǒng)內首次實現(xiàn)“站到站”的自動高精度繞塔巡視。這個5公里空中自動駕駛的成功完成，“標志著南方電網(wǎng)公司基于北斗高精度定位和電網(wǎng)數(shù)字化通道大數(shù)據(jù)積累形成的無人機自動駕駛技術體系日臻成熟。”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(wǎng)園區(qū)、通信鐵塔等與電網(wǎng)運維相似的設備運行管理業(yè)務上，應用潛力十分巨大。”
據(jù)了解，今年以來，南方電網(wǎng)已印發(fā)了《南方電網(wǎng)公司新技術推廣應用管理規(guī)定》及新技術應用指南等一系列文件，“持續(xù)加大智能技術在生產(chǎn)領域的深度融合，加快應用‘云大物移智’等前沿技術，著力打造數(shù)字南網(wǎng)、智慧南網(wǎng)。”南方電網(wǎng)公司計劃在2018年完成直升機巡視不少于17萬千米、無人機巡視不少于20萬千米，多旋翼無人機將全面配置到一線班組。
有關人士介紹說，在成功研發(fā)了無人機自動駕駛技術配套軟、硬件設備，全體系實現(xiàn)了自動充電及航線自動規(guī)劃、自動巡視、自動分析缺陷等功能后，南方電網(wǎng)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(wǎng)巡線將結合新技術發(fā)展趨勢滾動更新巡視及檢修作業(yè)模式，實現(xiàn)全自動、智能化線路運行管控。
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