无人机技术在电力巡检信息化管理中的应用分析

  近年来我国飞行控制技术不断取得新突破,特别是无人机技术更是迎来了飞跃式进步。无人机技术正在以其独特的技术性优势、超强的适应能力在众多行业发挥无法替代的作用,而无人机技术与电力巡检信息化管理的结合更是使电力巡检信息化管理迈进了新阶段。

  2016年到2020年中国的基础性电力网络建设取得了突飞猛进的成果,至今年年底我国输电线路的总长度可达一百六十万公里以上,据有关专家估计在今后的一段时间内这个数据仍然会持续性增长。在这种情况下电力网络线路的巡视和检查工作必然愈发繁琐,传统的检测手法在今天已稍有不足,而利用无人机进行电力巡检可谓是势在必行。就目前来看,我国部分省份慢慢的开始了无人机巡检体系的建设,从硬件设备到配套制度都在逐渐完备,以无人机作为巡查主力的新模式正在逐渐成型。

  由于发展时间短等原因,我国的无人机电力巡检团队仍然面临人员不足、设备短缺的问题,整体应用效果比较有限,难以真正为电力巡检提供支撑性服务。进入二十一世纪以后,知识经济开始崭露头角、信息化技术革命慢慢的受到人们的关注,一场智能化、集成化的技术变更已然到来,而无人机技术正是其中最具代表性的一种新技术,它的出现让许多行业的生产方式发生了巨大的改变。无人机技术与电力巡检的结合,能够从根本上推动电力行业检查工作的进步和发展,而信息化技术的加入与融合,更是让无人机巡检如虎添翼,这对于电力巡检工作而言,必将是一场无可忽视的重构式变革。

  所谓的无人机实际上指的就是以无线电遥控技术为基础、以适配性极强的程序为控制手段而存在的一种无人驾驶航空设备,无人机通常要与控制站、通信设施、设备保障系统相配合发挥作用,在诸多行业扮演无法替代的角色。具体可从四方面理解无人机及其配套技术。

  无人机。外形设计一定要符合流体力学相关原理才能在更为复杂的条件下稳定飞行,在执行任务时需搭载信息采集设备和别的设备、因此就需要一定的荷载能力。一定要有多样性功能,从电力线路巡检到架线清障等都属于无人机功能的一部分。一定要有远程传输图片以及定位功能,这样才可以顺利完成电力线路巡检工作;控制站(GCS)。其是无人机技术的核心内容,能给无人机操作员提供工作信息和条件,一般承担着规划航线、控制执行任务、完成数据收集等任务;通信系统。无人机和控制站之间需纽带进行信息的传递才能顺利执行相关任务,而通信系统就是这个纽带,能够将控制信息、无人机收集到的数据等进行双向传输;设备保障系统。顾名思义就是提供后勤保障的系统,比如说无人机的电力能源、燃油能源都通过保障系统提供。

  多旋翼无人机电力巡检系统是一种基于无人机技术、信息化技术而存在的具有多样化功能、能适应复杂工作条件的图像采集系统,能够对电力线路的实际运作情况、导线地线状态、防雷装置及接地装置等进行快速准确的巡视检查。另外还能在通信系统的作用下及时将巡检结果传输到技术人员手中,便于技术人员进行数据分析和信息化管理。多旋翼无人机电力巡检系统的结构很复杂,大概能分成以下六个部分:

  多旋翼无人机。多旋翼无人机型号诸多,目前市场上常见的主要是含光A700四旋翼无人机,它的优点是机身全封闭因此能在降水条件下正常运行,另外飞行控制体系十分优质,控制的便利性高、具有突出的容错率,飞行的状态相对来说比较稳定不易出现事故。另外其还具有可观的搭载能力和续航能力,数据传输能力也十分优越,在电力巡检中能够发挥应有作用。

  动力系统。四旋翼无人机的动力系统能分成电机、电源以及调速系统三个部分,其中电机为无刷电机,而电源则为锂聚合物电池,整体性能十分稳定,调速系统以控制信号为参考调节电机转速进而达到调节速度的目标。

  GPS导航系统。如果说动力系统是肌肉、那么导航系统就是眼睛,它能够为无人机操作员提供跟踪功能,便于对无人机进行综合性控制。GPS能够说是无人机电力巡检系统中最重要的一部分,它能够为无人机提供定位服务,保障了无人机巡检的安全性和稳定能力。无人机上搭载的导航系统能够直接进行GPS全球定位,无人机操作员可以事先规划好无人机巡检路线和距离,并且以云台跟踪系统为手段确定无人机巡检的位置和情况,并能直接调整云台角度,进而达到拍摄杆塔、导线等特殊位置的目标。

  信息采集系统。无人机电力巡检系统的信息采集主要是对杆塔、导线、接地装置等进行拍摄并且回传,因此其信息采集系统主要搭载的是热红外成像系统和可见光采集设备,能够在极短的时间内完成电力线路的信息采集工作。为确保采集的准确度和有效性,一般选择定焦摄像机和变焦相机结合的模式,二者共同配合完成拍照录像等任务。而热红外成像系统的作用则在于能够对电力设备、导线表面的温度进行采集,在夜间巡检的时候通过温度差异发现那些不易发现的、比较隐蔽的故障点,从根本上提升无人机电力巡检系统的有效性。

  信息传输系统。经过无人机信息采集系统收集到的各种数据和信息,必须要以信息传输系统为通道回传到地面站点进行即时性分析才能发挥真正的作用。当然,也能够准确的通过用户需求直接传输到电网调度中心,实现信息化的数据管理。

  控制管理系统。无人机电力巡检系统必须要具有实时控制的功能,才能稳定顺利的完成线路巡检工序,而控制系统则使这个需求成为现实。控制系统主要能够对无人机采集到的各种图片、视频、成像数据来进行分类别的信息化管理,不同地址、不同采集人员收集到的数据都能够被准确精细的存下来,这有助于技术人员第一时间找到故障发生位置。

  近年来,中国的经济建设颇有成效,百姓的生活品质慢慢的升高、对未来生活的稳定性和幸福感也有了更高的期待,再加上中国基础设施建设的快速地发展,给电力线路巡检工作提出了愈发可观的要求和挑战。过去的电力巡检策略在今天显然已不再具有先进性,利用无人机进行电力巡检势在必行。无人机能够在中低空进行灵活的移动和飞行,在搭载特殊设备的时候还能具有定位、拍摄、成像、传输等功能,操作便捷、速度可观,更重要的是能够在信息化技术的支持下,有效完成复杂地貌下的电力线路巡检工作,大幅度的降低了巡检人员的工作难度。

  无人机技术与电力巡检工作的结合,从根本上提升了电力系统信息化管理的质量。在今后的发展中,我们一定要要对电力作业信息化管理流程做调整,使之更具有合理性、科学性,在无人机进行电力巡检的过程中必须要全程遵守作业流程的有关要求,避免不必要的问题。