风电光伏故障检测中无人机智能巡检的运用研究

2021-01-28

探索科学(学术版) 2020年8期

重庆中电自能科技有限公司重庆 400050

1 引言

无人机技术在风电光伏故障检测中的应用，能提升技术的实施价值，提升对故障的识别和精确定位能力，为解决问题提供可靠参考。

2 无人机分析

无人机利用其数据采集传感器系统，可以快速获取目标区域的各种识别信息，在数据的管控过程中，可以实现目标数据的可靠加工，获得在数据资料提取、分析上的较大功能作用。无人机的飞行可以依靠电子地图，提前设定飞行路线，使得数据采集工作能快速高效的进行，在无人机飞行的管控过程中，发挥出较高的数据分析采集优势，在无人机的飞行中，其能具备返航降落自动规避障碍物的能力，在电力不足的前提下，也能自动执行返航任务，实现无人机安全返航。无人机的数据能实现在线数据高速传输、数据存储等功能，获得较高的数据分析依据能力。

3 风电光伏故障检测中无人机智能风电巡检

3.1 叶片故障情况智能风电设备的叶片在长期的运行使用过程中，存在一定的设备损害隐患，在叶片故障的防范管控过程中，能具备更加到位的强风、风沙隐患预防能力，同时对叶片中的断裂、裂缝、土层脱落等隐患也要有效的控制，在叶片存在故障问题的前提下，风电光伏的稳定运行受到影响，无人机的职能系统不能可靠的发挥作用。无人机叶片故障识别工作开展，主要是利用无人机高清摄像技术，获取目标风电叶片的不同方位角度图片，在结合各种智能化的隐患识别系统，通过设定各种故障问题表现，在叶片故障问题识别方面，能有效获取较高的故障管控优势，全面保障在故障的识别和管控过程中，能具备更加高效的风电巡视能力。

3.2 设备监测受不均匀地面沉降、地震荷载、地下水侵蚀等问题的影响，风电光伏设备可能因为位置的变动，导致风电运行不畅，有关问题的巡视、测量监控工作，可以利用各种定位测量技术有效巡视管控，通过持续获得监控点的位移监控测量技术实现在位移监控过程中，对位移数据可靠的监控分析，一定程度上具备更加到位的风电设备安全性管控分析作用。但是这种方式的监控效率较低、通过引入无人机自动监测技术，能可靠的对既定的监测点实现水平位移量、沉降量的数据资料获取，并能通过自动性的数据计算，获得最终的数据资料，在数据监测过程中，更加提升了监测效率和精确性。

4 风电光伏故障检测中无人机智能光伏巡检

光伏发电设备的故障隐患主要是在长期的使用以及不良气候条件的作用下，光伏设备常常存在诸多的设备龟裂、损害、尘土覆盖、不良遮挡等隐患问题，导致光伏稳定发电受到影响，很多时候导致光伏的发电效率受到影响，太阳电池组件局部的电流与电压存在不稳定的问题，对光伏设备本身的耐久性使用、稳定使用存在不良隐患，同时在电流、电压不稳定的情况下，也不利用电力服务功能的可靠实现。无人机智能巡检技术，主要是能对区域范围内的光伏设备有效的巡视，并能获取高清图像，为提升对隐患问题的识别能力，一般在光伏设备施工完成，并实现正常运行之后，可留设基础性的原始资料数据，后期持续化的光伏设备无人机巡视工作开展中，可以通过数据资料的比对分析，快速定位不良的设备隐患问题，做到在巡视工作开展中，能具备更加到位的管控优势，提升对问题故障的巡视效果，能对存在的问题快速有效的识别管控，保障数据资料能可靠的进行。同时对光伏发电设备中的异常热斑问题，精确高效的定位，无人机的红外查找过程中，提升了问题识别和精确定位能力，便于高效的解决存在问题。

5 风电光伏故障检测中无人机智能巡检的运用发展

5.1 数据处理巡检数据智能处理是当前电力无人机巡检工作中较为急迫的需求，也是无人机全自主巡检的关键技术，如机器视觉辅助定位的巡检图像采集、融合机器视觉或激光雷达的多传感无人机定位导航等.得益于近年来人工智能技术的崛起，机器视觉，特别是图像处理领域发展迅速，电力无人机巡检图像数据处理领域取得了一定的研究成果，数次技术验证工作展示了其广阔的应用前景。但是因为数据库建设中的不完善、不统一、不规范等隐患，大搜之数据库资料的通用性建设效果不佳，数据库的资料建设不完整，数据利用率受到不良影响。

5.2 自主导航技术自主导航技术应用具备较为成熟的应用效果，在RTK高精度定位的帮助下，基本实现了自动巡视、数据采集等功能，前提是基于大量的可靠人工预定设置，完成有关的数据监测。但是也受到网络信号、周围影响因素的干扰，在技术的实施过程中，仍然存在诸多的不良问题，在技术的应用过程中，需通过有效技术升级和问题规避手段，解决存有的自主导航调整能力，比如在近塔区域的路线自动调整优化设计等。

5.3 移动式机巢无人机的使用中的重大问题是不能具备较高的连续续航能力，尤其是对于风电光伏发电项目的智能巡视工作来说，因为存在较大范围的飞行，导致无人机的续航性能不足，较多的返航次数导致无人机高效巡检、连续作业能力受到影响。目前的固定式机巢在一定程度上兼具了充电和数据传输的同步作业功能，提升工作效果，但是在仍然存有一定的连续续航作业隐患。在移动式机巢的研究发展中，通过落实基于电磁原理的电能续航技术，从输电线路上获取能源是一条潜在的技术路线，虽然吸引了诸多关注，但该领域尚未有可以投入应用的研究成果.从长远来看，基于电磁原理的无人机飞行过程动态充电是一个非常有吸引力的解决方案，可以在不增加电池容量的情况下极大提高无人机的续航能力。