三个“厘米级”质变

南方电网报2018-03-09
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  肇庆供电局独创无人机三步走飞手培训体系,在全网率先探索无人机大规模应用。 林佩燕 摄

  “佛山空军”开展无人机自行精细巡检作业。 王双喜 摄

  编者按:在3月5日召开的南方电网公司机巡作业现场经验交流会上,广东电网公司机巡作业中心(包含佛山供电局、肇庆供电局)被授予“南方电网公司电力线路机巡作业示范基地”称号。据悉,近年来,佛山、肇庆供电局不断探索、勇于创新,在无人机线路巡检领域多处发力,取得了丰硕成果,逐步形成了许多可在全网范围内推广、分享的经验。

  “经过近3年的探索,我们实现了地形地貌建模、辨识输电设备空间位置和无人机自主飞行定位3个‘厘米级’误差的突破,在全国率先实现了无人机自主飞行精细化巡检,输电线路机巡实现了质的飞跃。”3月5日,在南方电网公司电力线路机巡作业示范基地(佛山基地)挂牌仪式现场,广东电网公司佛山供电局输电管理所主任何通兴奋地介绍。

  据了解,无人机自主飞行巡检带来的最直观变化就是驾驶员的双手解放出来,无需再通过遥控器操控无人机,只需专心查看、分析无人机实时拍摄回传的巡线影像即可。相比传统人工操控无人机巡检,日平均巡检效率可提高70%。

  软硬件兼备 无人驾驶终实现

  “2014年,我们开始自主研发组装多旋翼无人机辅助开展线路巡检。无人机毕竟是新事物,熟练、准确操控无人机并非易事,我们就在思考能不能像民航那样,设定好路线,让无人机自主巡检。但探索之路并不顺畅,在尝试之初,还损毁了不少机器。但多次试验还是有收获的,我们发现了无法精准定位的问题所在。”佛山供电局输电管理所信息及科技专责,也是“佛电空军”的技术骨干曾懿辉说,当时的技术还不能支撑问题解决,无人驾驶无人机的探索陷入困境。

  2016年,适用无人机的RTK(Real-timekine-matic)组模出现,为无人机精细化自动巡检控制技术的研发带来了曙光。

  “有了这一技术,团队开始思索如何运用到无人机上,我们购买了RTK高精度定位模块,自己设计组装了一台适用于自动驾驶的红外双光样机。”该局输电管理所线路一班作业员、“佛电空军”的技术骨干郭圣回忆起研发过程还是很激动。

  如果说RTK技术是硬件借力,那么在软件开发方面就是“佛电空军”实打实地出力了。据了解,研发无人机自主飞行最佳路径的控制程序耗时长达半年。“第一步是通过UniStrong手持定位仪、高精度定位无人机、激光雷达等设备进行地形地貌数据采集,导入后台程序生成输电线路高精度空间模型;第二步是通过高精度定位无人机采集杆塔的起飞位置、金具的选定位置、可见光及红外拍摄位置及拍摄角度等全过程信息,导入后台程序。最终,后台进行数据分析、整合,形成无人机自主飞行最佳路径的控制程序。

  2017年底,“佛电空军”团队进行了无人机自主飞行精细巡检试飞,截至目前该技术验证情况良好。统计数据显示,在平原地区,无人机自动巡检日工作效率较传统人工操控无人机提高35%-45%,而在山地地区,则可以提高约85%,日平均巡视效率可提高70%。

  基地落成 再探一体化智能巡检模式

  “此次,南方电网公司将佛山供电局选为系统内的电力线路机巡作业示范基地,是网、省公司对佛山供电局在无人机应用研究方面的极大肯定,对我们应用新技术新设备、推进‘机巡+人巡’智能化运维模式产生了极大的鼓舞。”佛山供电局副局长倪伟东表示。

  据介绍,目前佛山主网机巡年度作业量为4900公里,巡视杆塔数量为1.2万基,拥有各类无人机80台,可以单独作业的AOPA持证32人,还有9人在AOPA持证人的监护下可以执行无人机驾驶操作。截至2017年12月,佛山供电局累计完成了4800架次的机巡作业,累计飞行时间28500分钟,飞行作业里程5500公里,查找缺陷、隐患3500余处。

  与主网相比,佛山供电局的配网更为庞大、复杂,但负责配网运维的无人机团队起步晚,技术发展也相对滞后。有鉴于此,佛山供电局输电管理所联合该局培训与评价中心建立全局范围内的机巡人才培养体系,编制机巡技能培训大纲和教材,并规范统一技能考评标准。同时,该局将无人机技能纳入技能大比武、岗位大练兵考核项目中去。多措并举,大力提升无人机巡检的质量和覆盖率。

  谈起接下来的无人机巡检发展方向,倪伟东表示:“佛山供电局高度重视线路机巡工作的发展,近几年,我们的无人机应用实现了从无到有、从有到优,现已覆盖输、变、配三个专业,接下来,佛山供电局的无人机团队将按照上级的统一部署,结合我局技术积累和佛山区域特点,从规范化作业、精细巡检、数据处理和应用等多方面发力,联合广东电网机巡作业中心、肇庆基地,共同擦亮南方电网机巡作业品牌。”

  (赵艳 王双喜 刘安琪)

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  肇庆供电局

  三个“最”打造无人机应用成功样本

  1.全网最低“坠机率”的无人机培训模式

  肇庆供电局以行车培训为蓝本,以强化作业需求的基本操作为核心,摒弃传统导致坠机率居高不下的“花式飞行”培训,独创无人机飞手培训“模拟器-练习机-作业机”三步走培训体系,建立了系统化的培训、考核及作业模式。在无人机全面推广,飞行架次全网领先的情况下,将坠机率有效控制在0.35%,大大低于厂家官方无人机平均坠机率,始终保持无人机安全飞行“零”事故。首创“超视距”飞行模式,并全面推广,将无人机巡视半径扩大1.5倍以上。

  2.在全网最大规模、最多领域应用无人机

  截至2017年10月,肇庆供电局无人机累计飞行旅程超过3万公里,飞行覆盖超70%线路。应用场景不断拓展,作业范围已涵盖线路通道巡检、杆塔精细化巡检、红外测温、山火监控、灾后特巡、应急支援、工程验收、外力破坏现场取证、线路漂浮物处理、展放导引绳等,同时无人机影像合成的杆塔及地理三维模型已广泛应用于主配网线行规划、图纸审查、安全技术交底、树障距离测量等,在全网积累了最大规模、最多领域应用无人机的宝贵经验。

  3.全网最系统的无人机管理模式

  肇庆供电局在国内率先建立了一整套科学有效的培训、作业、维护保养、日常管理、数据分析整理体系。管理创新项目《应用无人机创新线路巡线模式的探索实践》获广东电网公司管理论坛发布第一名和管理创新二等奖。目前,广东省标准化技术委员会正在与肇庆供电局接洽,拟将肇庆供电局培训、作业、维护保养体系推选为广东省标准。

  (林佩燕)