10kV配網(wǎng)巡視中無人機航測技術(shù)應(yīng)用摘要：隨著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化完善，微電網(wǎng)深入發(fā)展，傳統(tǒng)電網(wǎng)朝著智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展。傳統(tǒng)管理模式無法滿足電網(wǎng)數(shù)字化、智能化發(fā)展要求。無人機技術(shù)的發(fā)展促進了電力行業(yè)發(fā)展?；诖?，本文主要分析了10kV配網(wǎng)巡視中無人機航測技術(shù)應(yīng)用，同時展望了技術(shù)發(fā)展趨勢，僅供參考。關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)巡視；無人機航測技術(shù)；應(yīng)用引言在現(xiàn)代經(jīng)濟及技術(shù)支持下，電網(wǎng)工程規(guī)模持續(xù)擴大，出現(xiàn)了數(shù)字電網(wǎng)、智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等，對電網(wǎng)建設(shè)與管理的影響非常大。傳統(tǒng)管理模式無法滿足電網(wǎng)智能化、數(shù)字化技術(shù)要求。運用無人機技術(shù)可提高智能電網(wǎng)作業(yè)效率，實現(xiàn)地理測繪、航空攝影，為各行業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障。南方電網(wǎng)注重研究和應(yīng)用無人機巡檢技術(shù)，驗證無人機技術(shù)在電網(wǎng)運行維護中的應(yīng)用效果，同時可以降低運維勞動強度，提高巡檢質(zhì)量。1、無人機航測技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢10kV配電網(wǎng)可為城市以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)提供充足的電力資源。隨著相關(guān)技術(shù)的進步與更新，10kV配電網(wǎng)越來越可靠，但是并不意味著不會出現(xiàn)故障，其中外力破壞、雷擊和樹障等容易對線路造成危害。基于此，設(shè)備運維人員需要做好相關(guān)檢修，盡可能降低風險出現(xiàn)的概率。在檢修過程中，應(yīng)當重視危險點的檢修，這是因為不同區(qū)域的各級線路、架設(shè)、維修技術(shù)等各個方面存在不同的特征，這就可能會形成線束復(fù)雜、線路高度過低、某區(qū)域事故多發(fā)等各種危險點，而這類危險也極容易導(dǎo)致故障。在進行10kV配電網(wǎng)檢修的過程中，傳統(tǒng)的配網(wǎng)巡檢方式是人工在地面以仰視角度靠肉眼進行觀察，一方面，無法直接觀察到線路設(shè)備高處或頂部的情況；另一方面，巡檢安全性差且效率低下。近年來，隨著無人機技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機由于靈活、輕便、能到達人員無法到達或不便到達的地方等特點，在電力、交通、物流和農(nóng)業(yè)植保等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1]。尤其在電力巡檢領(lǐng)域，無人機作為新型巡檢平臺已廣泛應(yīng)用于電力巡檢業(yè)務(wù)活動中。通過無人機可以實現(xiàn)對配網(wǎng)線路的精細化巡檢，線夾斷裂、螺栓松動、絕緣子閃絡(luò)和導(dǎo)線斷股等人工巡檢中不易發(fā)現(xiàn)的缺陷在無人機的高清影像中一目了然。無人機可以更加高效安全地完成配網(wǎng)巡檢任務(wù)，把巡檢人員從高強度、高風險、重復(fù)性的體力勞動中解放出來。2、技術(shù)要求及巡檢方案2.1技術(shù)要求對無人機通道、樹障進行巡視時，應(yīng)當設(shè)置飛行前控制參數(shù)。設(shè)置自動返航電量，保證無人機返航時電量充足。通常情況下，返航電量為電池電量的30%。選擇無人機起飛降落點，設(shè)置巡檢飛行塔里程。起降點與線路桿塔距離較近，應(yīng)確保無人機電量充足，完成巡檢任務(wù)。通常情況下，無人機相對飛行高度控制在500m以內(nèi)[2]。高海拔地區(qū)注意起降點周邊高物體問題，防止無人機發(fā)生碰撞事故。設(shè)置航向重疊度、旁相重疊度，確保進入測區(qū)的高度正確。2.2巡檢方案無人機巡檢期間，每個巡檢小組攜帶2架無人機，作業(yè)前需規(guī)劃線路巡視路徑，選擇無人機起降點、每架次覆蓋桿塔數(shù)量。無人機巡檢之前，應(yīng)制定飛行計劃指標。飛行計劃管理結(jié)束后，規(guī)范執(zhí)行飛行任務(wù)。利用現(xiàn)場飛行軌跡，實時上傳巡檢數(shù)據(jù)。完成飛行任務(wù)后，利用管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建模分析巡檢數(shù)據(jù)。利用專家診斷、模型優(yōu)化分析，導(dǎo)出作業(yè)成果報告，同時比較飛行數(shù)據(jù)指標。利用應(yīng)用架構(gòu)，可管理無人機巡檢任務(wù)資源、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)與指標。無人機進行通道巡檢的時間短、速率高，將鄰近線路、交叉線路融入到巡檢任務(wù)中，可以縮短車輛行程，全面提升巡檢效率。無人機進行樹障巡視期間，對無人機姿態(tài)穩(wěn)定性要求高，巡檢飛行速度緩慢，長線路單獨規(guī)劃路徑[3]。精細化巡視主要包含全手動操控，無特殊路徑規(guī)劃需求，可以滿足無人機遙控、圖傳距離等要求。3、無人機航測技術(shù)在配網(wǎng)巡視中的應(yīng)用3.1通過視頻回傳技術(shù)實時回傳巡線結(jié)果通過掛載高清攝像頭，沿著配網(wǎng)線路方向飛行，對線路設(shè)備進行航拍，并將航拍視頻實時回傳至地面站，地面站人員觀看回傳視頻，及時發(fā)現(xiàn)10kV配網(wǎng)中存在的問題。3.2通過建模還原電力線采用傾斜攝影技術(shù)，沿著電力線進行低空多鏡頭影像數(shù)據(jù)獲取。在相機曝光時，將相機曝光點的三維坐標記錄下來，進行建模，常見的建模軟件有瞰景Smart3D、中測智繪M3D等，結(jié)合影像數(shù)據(jù)進行三維模型的生產(chǎn)。在得到實景三維模型數(shù)據(jù)成果后，采用人機交互方式對模型查看，主要檢查電力線方向是否存在安全隱患，如樹障問題。查看各個部位螺絲是否松動，對疑似松動的部位進行實地核查，確保螺絲螺母固定牢靠。3.3通過LIDAR技術(shù)獲取高精度的數(shù)字表面模型數(shù)據(jù)成果傾斜攝影技術(shù)是對實際地物進行還原，但是由于電力線是帶狀，采用建模方式空三解算出錯率高，且樹木拉花嚴重，內(nèi)業(yè)無法對其進行準確巡檢，雖然在一定程度上減少了外業(yè)工作量，但還有一定的工作需在外業(yè)完成。LIDAR技術(shù)具有全天候作業(yè)的特點，可以24h作業(yè)，受外界干擾少。其搭載的LIDAR設(shè)備可以發(fā)射密集的激光束，這些激光束在碰到障礙物后，會沿著原路返回，結(jié)合其搭載的高精度定位裝備和定姿裝備，可以準確獲取障礙物的三維坐標，通過三維點云的形式將實際地物展現(xiàn)出來。這種方式較傾斜攝影來說，不存在模型拉花的問題，但是存在噪點的問題。噪點是一些干擾點，需要通過濾波等技術(shù)進行處理，剔除噪點，保留有效的三維點。通過對有效三維點的糾正和多架次拼接，可以得到完整的彩色三維點云，通過不同的顏色還原實際電力線的狀態(tài)。采用人機交互的方式對三維點云坐標進行分析，可以發(fā)現(xiàn)螺絲松動部位，外業(yè)根據(jù)內(nèi)業(yè)的判斷直接在外業(yè)進行維護，可以有效提升配網(wǎng)線路巡檢效率，降低巡線成本。3.4通過計算電力線距離最近障礙物的距離輸配電線路運行期間，由于線下樹竹生長，會發(fā)生放電跳閘事故，對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性影響大。利用輸電線路懸鏈方程、專業(yè)軟件，可準確計算架空線路、地面物體的交跨距離。電力運維部門按照計算結(jié)果處理危害樹障點，積極預(yù)防樹障跳閘事故發(fā)生，為安全輸電提供保障。4、無人機技術(shù)未來發(fā)展趨勢4.1建設(shè)智能數(shù)字化電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)、智能電網(wǎng)是重要發(fā)展趨勢，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，自動感知狀態(tài)，一體化管控作業(yè)，提升電網(wǎng)信息數(shù)字化、決策指揮智慧化水平，注重控制和維護電網(wǎng)智能化運行。采用無人機技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計電網(wǎng)規(guī)劃，掌握準確的點云數(shù)據(jù)，全面做好數(shù)字化重建工作。利用無人機設(shè)備，獲取影像數(shù)據(jù)，利用設(shè)備工況參數(shù)，融合分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息。在無人機設(shè)備上搭載不同載荷，可以有效維護電網(wǎng)運行，做好應(yīng)急搶險、檢修檢測、施工監(jiān)督等工作。4.2建立立體化巡檢體系建立和完善智能巡檢體系，落實管理體系，加大技術(shù)支持力度，建設(shè)智慧管理與控制平臺。采用此種方式，有助于提升無人機智能巡檢水平，智能識別缺陷問題，科學(xué)分析數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)無人機巡檢技術(shù)的智能化、標準化發(fā)展。電網(wǎng)設(shè)備巡視時，合理應(yīng)用無人機技術(shù)，轉(zhuǎn)變自主巡檢模式。利用狀態(tài)在線監(jiān)測、帶電檢測技術(shù)，提高通道可視化水平，同時建立立體化巡檢體系，有效彌補人工巡檢的不足。5、結(jié)語綜上所述，10kV配電網(wǎng)作為供電的主要力量，其故障檢修效率、質(zhì)量以及安全、穩(wěn)定運行，將直接關(guān)系到城鎮(zhèn)發(fā)展以及生產(chǎn)生活。當前，無人機技術(shù)在電力巡檢中的應(yīng)用，為電力巡檢的信息管理、實時信息的收集和傳輸、檢查結(jié)果的智能管理以及任務(wù)評估方面提供了新的解決方案，帶來了有效的技術(shù)支持。實現(xiàn)電力巡檢自動化和信息管理，應(yīng)加快電網(wǎng)智能巡檢的速度。參考文獻[1]陳建，楊芳.