广东电网公司电力无人机巡检进化史
发布时间：
2019-12-31 13:47
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中国电力新闻网讯 通讯员 朱盈 孔德淇 报道 近日，2019年中国电力无人机智能运维技术高峰论坛在广州举行，南方电网广东电网公司在论坛上发布了首份电力无人机自动驾驶大数据报告。报告显示，2019年1-11月，广东电网自动飞行航程53721.71公里，自动化巡视占比50%以上，航线覆盖12000公里主网线路、6300公里配网线路。该公司的无人机自动驾驶和无人机缺陷图像识别技术，作为行业领先，也受到了参会代表的重点关注。
2015年以前，在无人机技术尚不成熟时，却是另一番场景。当时，广东电网还没有无人机巡检工这个工种，只有佛山、肇庆、清远几个供电局小范围开展无人机作业。输电线路点多面广，分布在漫山遍野，输电员工长期依靠跋山涉水、登塔走线巡视，每年线路巡视总量近100万公里，相当于绕地球25圈。南方电网公司提出的“机巡为主，人巡为辅”更多还停留在概念上。
4年以来，广东电网成立了国内首个正处级单位的机巡管理中心，陆续突破夜间巡视、雷达定位、激光点云数据拼接、激光自动建模等技术难题，无人机在电力巡检中得到大规模应用，年作业量21万多公里，占机巡作业量的87.5%，居全国同行首位，已然成为南方电网智能技术深度融合的典型样本。
从无到有，从勘灾应急到日常巡视
2015年，被业界誉为无人机起飞元年，无人机的风吹得很热，但在民用领域的应用少之又少。当时，原任广东电网安监部副主任的彭炽刚受命筹建广东电网机巡管理中心（下称“机巡中心”）。没有飞机，没有场地，没有作业指导书，但满腔热血的他笃信这是电网人迎来的一次难得机遇。
机会很快不期而至。2015年10月，强台风“彩虹”袭击湛江。这也是1949年以来10月登陆我国内陆的最强台风。“彩虹”过境之处，风雨肆虐，树木倾折，屋宇损毁，电网也遭受重创。正在江西休假的彭炽刚立即请缨：“我们调派几架飞机过去巡线。”
10月6日，两架有人直升机盘旋在湛江上空，对该地区的500千伏港岛甲乙线和110千伏赤新线实行灾后勘察。与此同时，无人机班组借助固定翼无人机，完成了雷州25平方公里的输电线路全覆盖巡查；利用多旋翼无人机，完成了110千伏雷纪线、雷唐线、唐企线等约100公里线路的巡查，用时仅一个半小时。
这是南方电网系统内首度出动无人机勘察台风灾情。凭借原始的数据积累，无人机在天灾面前大显神威，在暴雨中第一时间带回了雷州半岛几条关键线路受损的详细资料，为抢险复电提供了决策参考。
这也是广东电网首次感受到了机巡作业的巨大作用。这一年，广东电网成立了当时国内唯一正处级单位的机巡中心。
此后，机巡中心制定了统一的标准、空域、人员培训和设备管理，初步形成机巡管理体系，推动了机巡作业由地市局分散管理向集约化方向转变。无人机应用也从最初的应急勘灾回归到最朴素的目的——降低劳动强度，提高工作效率。
该中心数据分析部副部长许志海认为，机巡最重要的效用体现在，“征服”了不适合人巡的偏远地区、高山峻岭，把输电人员解放出来，干更高级的事情。
事实上，无人机巡大规模应用，不仅彻底改变了日常巡视、特巡特维，还在预测潜在风险、解决潜在问题中发挥重要作用，比如智能分析植物生长高度给线路安全运行带来的影响，应用数字通道技术预测线温，提前消除线路高温隐患等，俨然已是南方电网系统内的“黑科技救星”。
攻难克坚，推翻“三座大山”
从现在回望过去，这趟“登高之旅”并非径情直遂。安全、标准、教员，是当时横亘在机巡中心前面的三座大山。
2015年前，国内尚未出台无人机空飞相关管理规定或条例，低空领域的无人机基本上处在“黑飞”状态。
作为国有企业，要合法合规飞行，机巡中心先后两次向南部战区申请空域，但都以失败告终。后来带上加急编制的四份无人机技术导则、八份机巡作业指导书，与南部战区各层面多方联系，来回十几次，前后历时两个多月，机巡中心协同空军、民航共同建立电网空域管理模式，终于成为国内唯一获批机巡固定空域航线单位。
打通空域关，机巡要规模化应用，还要解决占线路人工巡视90%工作量的通道巡视。2015年底，机巡团队引入速度快、航程长的固定翼。
当时，在这个领域，国内技术一片空白。2016年初，机巡团队首次将固定翼无人机引入粤北作业，飞机只能在线路上方200米高度沿线路左右往返飞行，对设备缺陷根本看不清，性价比极低。
能不能将二维照片通过摄影测量技术变成三维的空间照片？团队成员反复测试无人机线路建模，总结失败原因，在数据采集时不断调整，克服空域、天气、起降点、各种重叠度、相机倾角等因素，进行了一系列的技术攻关，最终才通过测绘行业的最新算法，成功建立输电线路导线三维模型，成为业内首创。
除了引进飞行器，充实“武器库”，真正发挥机巡的作用，必须培养更多的教员、发展更多的飞手，组建集团军。但当时，培训一位无人机教员的市场价高达8万元。机巡中心在与生产厂家反复沟通后，派出王丛前往武汉封闭培训。他也成了南方电网第一位拿到民航局颁发的无人机教员证书的员工。
2016年7月，机巡中心正式成为国家民航局承认的具有无人机培训资质的机构；第二年，承办了五省区第一期飞行员培训，60名学员100%通过考试。如今，广东电网已建成南网首个无人机培训检测基地，为南网培养1613名持证飞手，实现全省7025台无人机定期检测。
集齐空域、机器、飞手“三件套”，无人机遂得以在电网巡检领域“大显身手”。与有人直升机作业相比，无人机开展快速通道巡检，降低了人力成本，提高了巡视效率；全面提升重要线路载流量，让大数据也能“发电”；有效发现缺陷并完成消缺闭环管控，减少线路跳闸率，减少停电时间，为社会活动的正常开展提供保障。
成果迭出，迎来研发加速度
4年匆匆一晃，从人巡到机巡，从有人机到无人机为主，从人工遥控到自动驾驶，机巡中心攻克了一个个难以突破的瓶颈，推动无人机巡作业技术发生迭代式巨变：
2017年1月，建立全国第一个机巡数据专业分析管理平台，采集大量可见光、红外影像等基础数据，形成海量数据“宝藏”，实现设备状态可测量、可分析、可预判；
2018年5月，研发固定翼激光雷达，集北斗定位和航空测绘优势于一体，具备流水线批量化生产能力；
2018年11月，建成数字化运行通道3.5万公里，为无人机自动驾驶铺就“高速公路”，精准预测风偏、覆冰、高负荷等多工况风险点，发现和处理线路缺陷效率是人工巡视的11倍。
这些“进化”引领着全网输电线路巡维的深度变革，使机巡作业更加安全，门槛不断降低，规模不断扩大。无人机也成了观照智能电网发展进程的重要“窗口”。
重视科技创新，敢为人先，大力推进“机巡+人巡”协同巡检，机巡中心形成了直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机飞行器等多机种、覆盖直属19个地市供电局的机巡作业矩阵，建立了“机巡中心有人直升机精细化巡检+机巡中心固定翼无人机通道巡检+地市局多旋翼无人机辅助单点及故障巡检”的多机型协作模式，解决全面覆盖输电线路巡视的需求。
随着无人机巡参与电网作业程度不断深入，机巡中心目前也迎来了技术研发的加速度。其依托自主开发的自动飞行软件“智巡通”和激光点云三维建模技术，无人机自动驾驶技术配套的软件、硬件已全部研发完毕，全体系实现自动充电，航线自动规划、自动巡视，自动分析缺陷等。广东电网建立省内“统一调度、两级管理”的智能作业生产调度模式，每周约1000架次无人机作业采用自动飞行方案，自动化巡视占比50%以上，预计2025年可实现全部无人机自动驾驶。
除此之外，今年汛期前上线的“输电设备缺陷图像识别系统”解决了人工分析效率低、误差大的问题。截至9月底，该系统已实现了19类典型缺陷和9类设备部件的智能识别，其中6类识别率均已超过90%，在防风防汛、迎峰度夏期间多了一双“火眼金睛”为电力线路的安全运行保驾护航。
但技术发展永无止境，机巡中心还在不断探索电力巡检的潜能与边界，重点攻关缺陷识别、全息防控、一键巡检、蜂群控制、智能作业等技术难点。
“我们希望要做行业发展的领跑者，核心技术的输出者。”机巡中心业务拓展部副部长刘高说，未来AI技术的研发和自动驾驶技术的推广，将开拓无人机应用的另一片蓝海。他们将抓住机遇，推动智能技术与电网运维的深度融合，通过运维模式变革，提质增效，实现电网智慧运营。
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