国网四川泸州供电公司：适用于丘陵地区的输配变无人机电力巡检模式
2024年4月25日，在“2024输电数字化大会——「金巡奖」第9届全国无人机电力巡检技术高峰论坛”上，「金巡奖」第6届全国电力巡检技术创新应用评选结果公布。
国网四川省电力公司泸州供电公司输电运检中心凭借其“适用于丘陵地区的输配变无人机电力巡检模式”案例，获得“电力企业无人机创新应用案例”奖。
创新点
1、在丘陵地区，传统输配变电力巡检主要面临的问题有：
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地理环境复杂，安全隐患大：丘陵地区地形复杂，地势起伏大，交通不便，增加了巡检的难度和危险性，存在较大的安全风险。
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巡检效率低：人工巡视需要花费更多的时间和精力去完成同样的任务，降低了巡检的效率。
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数据不精确，难以实现及时监控：人工巡视的结果可能存在一定的误差，数据的准确性和一致性无法得到保证。人工巡检无法及时反馈设备的运行状态，无法实现及时数据采集、监控和管理。
2、适用于丘陵地区的输配变无人机电力巡检模式的优势
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提高运维效率，减少安全风险：无人机电力巡检可以快速覆盖大范围区域，比传统的人工巡检方式节约大量时间和人力资源，同时，无人机电力巡检技术可以避免传统人工巡检登高或登塔等高坠风险，降低人员受伤的可能性。例如：无人机测温技术、除冰技术可以在短时间内完成大面积的测温、除冰工作，比传统人工测温、除冰方式更快捷、高效、安全。同时，机巢的建立为无人机提供充电和数据传输服务，使得无人机可以24小时全天候进行无人值守工作，深化无人化、智能化、自动化巡检。
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提高运维质量：无人机电力巡检能获取非常精细的数据，提高设备故障隐患排查的准确性。无人机通道激光扫描技术，运用激光点云数据对输变配设施进行真实的三维建模，不仅能获取设备的缺陷，还能准确定位缺陷的位置，这是传统人工巡检不能做到的，同时，点云模型精度高，安全性高，基于点云数据，可以灵活设计生成符合输配电线路和杆塔巡检要求的最佳航线并应用于无人机精细化自动飞巡，能够解决传统运维人员肉眼识别杆塔本体缺陷，存在视角盲区和巡检效率低下的痛点问题，形成从“整体—局部”的一系列精细化巡检，切实提高运维质量。
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输变配一体化网格巡视，打通专业壁垒，工单驱动：中心利用无人机对辖区内的输电、变电、配电设备进行巡检，利用无人机管控平台，实现从任务派发、自主巡检、无人机照片回传及缺陷统计分析，出具缺陷报告，然后通过派发工单，由责任班组进行现场消缺，实现缺陷整改闭环，实现了输变配设施的全覆盖和精益管理。
应用成效
国网四川省电力公司泸州供电公司输电运检中心，致力于科技赋能，积极探索输电线路运维的无人机数字化转型之路，中心现有各类无人机（大疆精灵4、M30T、御3T等）共计58台，无人机飞手35名。
2023年，中心完成了“机巡为主、人巡为辅”的运维模式转变，对管辖的1600余公里输电线路和400多公里区县公司配网森林防火区段定期开展通道激光扫描，无人机精细化自主巡检，无人机红外测温和无人机除冰技术。同时，完成泸州公司4座变电站机巢安装与建模，摸索出一条以机巡替代人巡，适用于泸州丘陵地区的输配变无人机电力巡检模式。
2023年，国网四川省电力公司泸州供电公司输电运检中心完成了35kV~220kV输电线路共计8390基杆塔精细化巡检，全年巡检量完成率达100%。全年发现本体缺陷5309项，其中严重缺陷630项，结合停电检修完成闭环消除。完成了35kV~220kV输电线路共计2609公里通道激光扫描及成像，全年巡检量完成率达100%。另220kV线路通道二次扫描完成561.502公里，三次扫描完成72.813公里。全年飞巡数据建立三维模型并出具分析报告，共发现通道隐患1155项，其中重大隐患224项；利用通道激光扫描建立的三维模型，完成了8390基杆塔精细化巡检自主轨迹采集，实现泸州公司35kV~220kV适航区的输电线路自主巡检全覆盖。同时，大力开展区县公司森林防火区段配网线路的无人机精细化飞巡和通道激光扫描，2023年，共完成了区县公司400多公里的配网线路无人机通道扫描，并形成缺陷报告，派发工单，完成缺陷整改闭环。
截止目前，中心已完成四座变电站的机巢建立，并完成四座变电站的三维建模，累计开展545个架次以变电站为中心，半径七公里的飞巡范围的机巢飞巡任务。
2023年，中心全年派发输变配缺陷隐患工单总计173份，有效完成了从无人机巡检发现隐患到隐患消除的闭环整改，切实实现了科技代人的目标，减少了以往人工巡视的劳动强度，同时也提高了缺陷隐患感知水平，在实际应用中提升了300%的输变配巡检效率，全年运维水平明显提高，公司输电运检综合业绩指标排名大幅上升，提升为全川第一。
技术路线
输电运检中心积极探索适用于丘陵地区的输配变运维的无人机数字化转型之路，应用无人机激光通道扫描、精细化自主巡检以及红外测温技术，改变了传统人工运维模式，提高了电力巡检的效率和准确性。
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无人机激光通道扫描
中心首先下发巡检任务给无人机飞手，飞手利用无人机搭载激光雷达设备，通过飞行扫描采集输电线路三维空间数据，再将数据回传。数据分析人员通过大疆智图对输电走廊激光点云数据进行真实的三维建模，再通过工况分析软件，实现高效率、高精度对已建线路与树障净空距离、交叉跨越物距离是否符合运行规程的分析报告。运维人员根据树障分析报告，实现对输电通道内超高树木的精准砍伐，大大减少线树距离不足引发的责任性跳闸事故，提高了运维效率和运维质量。
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无人机精细化自主巡检
中心利用激光三维建模数据，通过航迹规划软件，完成了精细化自主巡检航点线上全规划，实现了无人机一键自主巡检，大大降低了对飞手的技能水平要求。无人机飞手接到中心下发任务，到现场一键起飞无人机完成自主巡检，回传照片数据，AI算法模型自动识别杆塔本体缺陷，数据分析人员再审核校验，形成缺陷报告，生技科根据缺陷报告安排停电计划进行消缺，保障线路本体设备的安全稳定运行。
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无人机红外测温
中心首先下发红外测温任务给无人机飞手，飞手利用多旋翼无人机灵活机动与稳定悬停的优势，搭载红外热成像仪可相对自由地选取最优距离与拍摄角度，得到更加准确的成像测温结果。数据分析人员再通过清晰的热成像图像，对测温数据进行判断分析，快速出具测温报告，指导处理缺陷，保障输电线路的安全稳定运行。
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工单驱动，标准化作业
中心将空域申请、计划生成、任务制定、任务派发、作业执行、安全监控、数据回传、数据分析、缺陷流转等巡检相关业务流程贯通，以工单驱动，全方位管控无人机巡检作业全过程，同时对电网设备隐患缺陷实现线上管控、闭环治理，打破专业壁垒，提高运检效率和质量，实现输变配专业无人机标准化作业协同巡检。
应用场景
丘陵地区，常存在地形复杂、交通不便、环境恶劣的困难特点，传统的巡视方式往往耗时耗力且效果不好。而无人机可快速、准确地完成山区输配电线路的巡检工作，及时发现线路杆塔本体设施缺陷、线路通道树障隐患；通过无人机定期巡查，可对变电站周边环境和设备进行监控和状态检测，帮助运维人员提前发现潜在风险，保障变电站的安全运行。无人机电力巡检不仅提高了巡检效率，还降低了人工巡检的风险和成本，丘陵地区的输配变无人机电力巡检模式，具有广泛的应用场景。
国网泸州供电公司输电运检中心积极完成“机巡为主、人巡为辅”的运维模式转变，对辖区内适航区线路开展“4+3+1”无人机运维模式，每年开展4次通道激光扫描，3次可见光通道飞巡，1次精细化自主巡检，精准掌握线路通道环境和本体设备隐患，指导超高树木砍伐、线路外破管控以及停电消缺等运维工作，减少线路跳闸事故，保障电网的安全稳定运行。对少数处于禁飞区的线路，制定详细的巡视计划，开展差异化人工运维巡视，保障线路的安全稳定运行。在电网的关键节点如变电站，部署无人机机巢，设定无人机自主巡视航线，定时起飞任务，实现一次起飞，完成对输电线路、变电站和配电网络的“共享航班”式全方位电力巡检，可实现24小时全天候不间断的电力巡检飞巡任务，保障电力设备的安全可控运行。
典型经验和推广前景
适用于丘陵地区的输配变无人机电力巡检模式的推广前景非常广阔。首先，无人机巡检模式可以大幅提高巡检效率，降低人力成本。其次，无人机巡检模式还可以提高巡检的质量和安全，这对于保障电力系统的稳定运行至关重要。最后，随着无人机技术的不断发展，无人机的性能也会不断提高，这将进一步推动无人机电力巡检模式的发展和应用。
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来源：国网四川省电力公司泸州供电公司