针对特高压站点无人机自主巡检，国网冀北电力有限公司协同国网信息通信产业集团有限公司所属天津市普迅电力信息技术有限公司，组建项目团队，研发变电站无人机智能巡检系统，提升巡检效率。
5月6日，一大一小无人机在1000千伏隆化串补站飞行，开展站内外设备“诊断”服务，完成该站例行巡检任务。
特高压变电站、换流站、串补站等站点内，设备分布密集，高空设备多，安全性要求高，地面智能巡检方式难以覆盖关键点位。利用无人机可以有效巡检高空设备，解决此问题。国网冀北电力有限公司协同国网信息通信产业集团有限公司所属天津市普迅电力信息技术有限公司，组建研发项目团队，开展变电站无人机自主巡检应用研究，研发变电站无人机智能巡检系统，提升特高压站点运维智能化水平。
(资料图)
构建三维点云模型
精细规划无人机航线
2022年11月，项目团队完成变电站无人机智能巡检系统的自主研发工作。该系统由变电站巡检作业平台、移动智能航空站和无人机组成，可用于变电站、串补站等特高压站点多机协同作业。
为了保障无人机在复杂设备区域内安全巡检作业，项目团队决定收集三维点云数据，精准模拟站点内环境，在三维点云模型中规划无人机巡检航线。
2022年11月17～27日，项目团队结合运用定点式激光扫描仪及机载激光扫描仪，从地面和空中多个角度对1000千伏隆化串补站进行高精度激光点云数据采集，采集了包括1000千伏串补平台、避雷器、断路器、隔离开关在内的站内外主体设备的数据。
通过三维点云数据，项目团队在变电站巡检作业平台中建立了隆化串补站的三维孪生场景。项目团队遵循串补站设备安全距离要求，结合站内设备部位、点位的巡检要求设计航线。
“在隆化串补站三维孪生场景中，我们可以模拟无人机第一视角进行巡检，直观地看到无人机的拍摄位置和角度。平台将航点连接起来，自动测量分析哪些航线不满足安全距离要求，提醒我们调整。”项目团队成员秦娜介绍。
2022年年底，项目团队完成了1000千伏隆化串补站6条无人机自主巡检航线规划，覆盖500个重要巡检点位。
大小无人机配合
满足不同巡检需求
张家口、承德等地风力资源丰富，大风、强风天气较多。在这些地区巡检特高压站点，无人机的稳定飞行能力格外重要。
为此，项目团队设计了移动智能航空站，提出了一大一小无人机联合巡检方法。移动智能航空站基于电力检修皮卡车设计，可自由移动并按需求进行定制化改造，内置实时动态载波相位差分技术基站和微气象站，具备厘米级定位和环境监测功能。移动智能航空站防雨防尘，可应对恶劣天气影响，同时还可用于多站巡检。无人机降落在移动智能航空站的自动升降机场后，可进入站内智能充电柜，从而解决无人机巡检中途充电问题。
实际巡检过程中，稳定性强、续航久的大无人机用于站内高空设备及出线铁塔的巡检，更为灵活机动的小无人机在设备密集的站内完成巡检。一大一小两架无人机联合巡检、优势互补，满足了高空复杂气象、设备区狭窄空间等不同环境下的巡检需求，有效提升了巡检效率。
大小无人机还可以与站内高清视频摄像头、智能巡检机器人协同，实现“高-中-低”全方位立体巡检。一旦监测设备发现异常，运维人员可通过变电站巡检作业平台的实景监管功能远程启动无人机联动巡检，必要时还可执行无人机悬停、相机视角调整操作，进一步提升了巡检的质量和效率，降低了运维人员的工作强度和作业风险。
智能识别缺陷
自动生成巡检报告
2023年1月，项目团队在1000千伏隆化串补站开展为期半月的无人机试飞工作。运维人员申奥登录变电站巡检作业平台，一键发布巡检指令。一大一小无人机接收到任务后，从移动智能航空站先后起飞，开展巡检作业。
除了用于设计无人机自主巡检航线，变电站巡检作业平台还可以调用人工智能缺陷识别模型库，快速排查巡检高清影像照片，实现25类缺陷自动识别。一旦发现设备存在缺陷隐患，系统会立即向运维人员发出警告，自动生成巡检报告，辅助运维人员记录缺陷信息，支撑缺陷消除工作。
“无人机执行完巡检任务后，可以通过无线网络把高清巡检照片自动回传到变电站巡检作业平台。3到5分钟后，平台分析完毕，我就可以知道本次巡检的结果。”申奥说。
截至目前，该系统已用于1000千伏隆化串补站，500千伏尚义、康保、解放变电站的智能巡检工作，后期计划在冀北电网全面推广应用，进一步提升国网冀北电力变电运维智能化水平。
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