作者：孟子冰 朱全

 

围绕变电站及其进出线路巡检，国网信通产业集团研发无人机全自主立体巡检系统，并与国网安徽电力合作部署该系统，通过人工智能算法和5G技术提供灵活高效的巡检方案，保障线路和设备安全。

 

无人机会“思考” 变电站巡检高效安全

 

“输电线路存在油污，请及时处置。”6月24日，在安徽宣城500千伏敬亭变电站，无人机全自主立体巡检系统发出警告，变电站运维班值班班长李仲强立即查看隐患分析结果，并与同事前往现场清理油污，仔细排查隐患来源。此刻，2架无人机仍沿着预设轨道飞行，机上搭载的30倍光学变焦摄像头360度拍摄电力设备。

 

无人机全自主立体巡检系统由国网信息通信产业集团有限公司研发，包含自主巡检无人机、智能无人机机巢、无人机全息管控平台。2023年以来，无人机全自主立体巡检系统陆续在安徽11座500千伏变电站、27座220千伏变电站部署应用，通过人工智能算法和5G技术为变电站及其进出线路巡检提供灵活高效的解决方案，支撑线路、设备安全隐患早发现、早治理。

 

建起变电站三维孪生模型

 

无人机自主智能巡检有“导航”

 

敬亭变电站内，智能无人机机巢舱门打开，一架无人机飞出，灵活穿梭在变电站的设备和线路之间，全程无须人员发布指令。

 

“基于三维点云模型，无论巡检的是庞大的变压器、密集的开关设备，还是角落里较为隐蔽的电缆接头，无人机都能根据平台指令实时调整飞行姿态，躲避障碍。”无人机全自主立体巡检系统项目团队成员、国网信通产业集团中电飞华工程师贾云杰介绍，通过无人机搭载的三维激光雷达，无人机全息管控平台能够实时更新设备和线路的三维坐标信息，形成三维数字孪生坐标图。

 

巡检作业时，技术人员在无人机全息管控平台的三维数字化场景中设置好巡检区域及航线，无人机就会自动开展立体化智能巡检，轻松查看运维人员难以到达区域的设备、线路情况。同时，智能无人机机巢会实时监测无人机飞行状态，在电池电量较低时自主召回无人机更换电池，还可以根据巡检任务自动更换吊舱，保障无人机能够全天不间断巡检，确保业务场景全覆盖。

 

“复杂地形条件和高空作业环境的巡检风险高，存在视觉死角，以前需要对同一区域进行反复排查。使用无人机辅助巡检后，单次巡检时间由原本的120分钟缩短至40分钟，还避免了人工登塔等作业的风险，扩大了巡检的覆盖面，提升了巡检精细度。”李仲强介绍。

 

人工智能算法分析站域异常

 

精准识别风险隐患

 

无人机全自主巡检变电站及输电线路不仅要求无人机飞得稳、“看”得准，还要做到智能研判精准分析，为线路故障处置、隐患排查提供技术支持。

 

4月28日，在宣城500千伏河沥变电站，无人机远距离发现异物缠绕在线路上，通过5G网络将画面快速回传至无人机全息管控平台。无人机全息管控平台通过“四个管住”智能研判工具，运用人工智能识别算法准确识别异物为风筝，及时发出警告并提供入侵物分析结果。按照无人机全息管控平台对异物位置的提示，运维人员迅速清理了挂在线路上的风筝。

 

针对异物入侵识别、局部结构异常检测、线路表面异常分析、环境异常监控四个方面的巡检运维重点内容，无人机全自主立体巡检系统项目团队定向研发了“四个管住”智能研判工具，让无人机可以自主“思考”。“四个管住”智能研判工具具备识别典型隐患特征的功能，可以通过5G网络快速传输指令、接收画面，使用人工智能识别算法分析高清画面，自动分析输电线路杆塔倾斜、树木接近导线等潜在风险，识别出杆塔、绝缘子的细微结构位移或损坏，守护电网安全。

 

“现在无人机自主巡检、自动生成识别结果，问题一查一个准，巡检效率更高了。”河沥变电站技术人员赵旭东介绍。

 

自2023年6月该系统在安徽部署以来，安徽电网变电站进出线路的故障率同比下降了近30个百分点，巡检效率提高了50%，维护成本显著减少。

 

丰富智能研判工具功能

 

守护变电站作业安全

 

4月18日，在铜陵500千伏鼎盛变电站，无人机全自主立体巡检系统识别功能升级顺利完成。“您好，进入施工区域，请注意正确使用安全装备。”正在巡检的无人机识别到即将进入施工区域的人员的装备存在隐患，及时提示，实现对电网运维工作的安全监测。

 

“通过智能研判工具，无人机不仅可以用于线路、设备巡检，还可以守护变电站大规模检修、扩建等作业安全。”无人机全自主立体巡检系统项目团队成员盛志强介绍。根据变电站运维工作实际需求，项目团队更新升级“四个管住”智能研判工具，将其隐患特征识别能力运用到变电站安全管理中。现在，“四个管住”智能研判工具会交叉比对无人机拍摄的多角度巡检工作画面与安全装备的标准化三维模型，精准识别人员安全防护装备和安全工器具使用情况，快速判断是否出现违规操作。

 

传统无人机巡检时易受外部信号干扰导致指令接收中断，在面对复杂天气环境时仍然要依靠技术人员现场指挥判断。“四个管住”智能研判工具能够识别巡检区域内地面塌陷、起火燃烧、极端天气等典型环境异常，又可以针对大风、雨雪等恶劣天气监测分析风速、温度、湿度数据。当检测到天气条件恶劣时，无人机全息管控平台会自动取消任务，指挥无人机飞到指定高度再按照预设路线返航，不需要人为干预，降低了无人机碰撞线路和设备的风险。

 

为了提升对各类缺陷、隐患的识别精准度，无人机全息管控平台还会将发现的各类隐患纳入典型隐患数据库，为后续的隐患缺陷登记和分析提供参考范例，服务电网运维工作数字化、智能化转型。

 

来源：国家电网报