風(fēng)電光伏故障檢測中無人智能巡檢的實(shí)踐應(yīng)用

方皓玥

摘 要：從我國的供電情況來看，由于人口基數(shù)較大，各領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展都需要足夠的電力作為基礎(chǔ)保障，因此我國面臨的電力需求也極大。此外，由于各個地區(qū)的地形十分復(fù)雜，氣候差異較大，各地區(qū)橫跨經(jīng)緯度，因此我國的供電系統(tǒng)發(fā)電來源也逐漸變得更加多元化。因此，借助水力、風(fēng)力、光伏等自然資源而形成的發(fā)電系統(tǒng)，也成為了我國供電系統(tǒng)獲得可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。但是由于供電系統(tǒng)的多樣性、復(fù)雜性以及龐大性，因此在供電系統(tǒng)的長期應(yīng)用當(dāng)中，其對應(yīng)的故障檢測以及維修工作也存在較大難度。本文就我國風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電系統(tǒng)故障檢測存在的各種困難進(jìn)行了詳細(xì)分析，也在此基礎(chǔ)上提出了無人機(jī)在該系統(tǒng)故障檢測當(dāng)中的實(shí)踐應(yīng)用策略，旨在為有關(guān)人士提供參考建議。

關(guān)鍵詞：智能無人機(jī);風(fēng)力發(fā)電;光伏發(fā)電;故障檢測

社會的不斷發(fā)展也讓我國的圖像識別技術(shù)得到了快速進(jìn)步，該技術(shù)的出現(xiàn)，也讓無人機(jī)在巡檢工作方面的應(yīng)用變得更加廣泛。因為風(fēng)電場的葉片體型大、光伏電廠設(shè)備較多等眾多特征，無人機(jī)智能巡檢也獲得了十分廣闊的發(fā)展前景，不僅節(jié)省人力物力，還能有效降低檢測成本，提升巡檢效率與安全性的同時，也能通過更加精準(zhǔn)的圖像識別技術(shù)檢測故障點(diǎn)，對故障功能進(jìn)行及時修復(fù)，存在十分明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。

1電力系統(tǒng)中故障檢測的困境及無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1電力系統(tǒng)故障檢測中存在的困難

第一，工作量巨大，檢修效率不夠理想。在我國電力需求不斷增大的背景下，我國的電力系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，不管是供電系統(tǒng)規(guī)模還是種類，都獲得了質(zhì)的飛躍。但是在供電系統(tǒng)大規(guī)模以及多種類發(fā)展的背景下，其對應(yīng)的檢修工作也變得更為復(fù)雜，如果僅依靠傳統(tǒng)人工檢測，無法滿足實(shí)際需求，也會讓各項檢修工作存在滯后，甚至還會對供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來負(fù)面作用。

第二，檢修難度大。檢修難度大的主要體現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時，設(shè)備要求較高，人工檢修存在較大難度，需要借助其他設(shè)備開展檢修工作。除此之外，由于供電系統(tǒng)的組成成分十分復(fù)雜，如果僅依靠單一的人工檢修方法無法滿足實(shí)際需求，加之人工發(fā)現(xiàn)精度與溫度差距的能力也十分有限，部分電力系統(tǒng)的基站位置十分偏遠(yuǎn)，且配備的檢修人員數(shù)量有限。這些實(shí)際存在的問題，都會讓整個檢修難度增大。

第三，受到天氣等因素限制，電力系統(tǒng)的故障檢修也呈現(xiàn)實(shí)時化、動態(tài)化的特征，如果依靠傳統(tǒng)人工檢修，當(dāng)遇到雷雨天惡劣天氣時，不得不停止戶外檢修工作。因此，整個檢修工作也會面臨較大危險。

1.2無人機(jī)在電力系統(tǒng)故障檢測中的應(yīng)用優(yōu)勢

無人機(jī)在電力系統(tǒng)故障檢測方面的實(shí)踐應(yīng)用，可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析：

第一，效率高。當(dāng)下無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)測繪、拍照、攝像以及檢測數(shù)值等眾多功能，能夠在同一時間對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行有效闡述與測量，這是人工檢測方式無法實(shí)現(xiàn)的，效率極高。

第二，精度高。無人機(jī)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)近距離故障檢測，也能檢測原有的故障盲區(qū)與死角，可以通過無人機(jī)的紅外成像于紫外成像等功能，對部分較為隱蔽的故障進(jìn)行實(shí)施檢測，提升故障檢測準(zhǔn)確性。

第三，傳統(tǒng)的人工故障檢測容易受到環(huán)境與檢修條件等因素限制，因此無人機(jī)的出現(xiàn)也能真正實(shí)現(xiàn)高山、平原以及琥珀等復(fù)雜地貌的巡檢工作，還能在黑夜以及雨天巡檢，不會受到天氣狀況以及地理環(huán)境等較多因素影響，因此應(yīng)用性十分廣泛。

第四，在電力系統(tǒng)巡檢過程中，引入無人機(jī)能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工檢測所需開展的走線、攀高以及燈塔等作業(yè)形式，不僅提升檢測效率，還能降低檢測危險性。也正是因為無人機(jī)的應(yīng)用，使我國的電力系統(tǒng)從原有的密集勞動型逐漸轉(zhuǎn)向了技術(shù)密集型，降低檢測成本的同時，也促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的智能化、精細(xì)化發(fā)展。

2無人機(jī)智能巡檢的應(yīng)用分析

2.1風(fēng)電巡檢

2.1.1風(fēng)電葉片常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

風(fēng)電機(jī)組葉片在實(shí)際運(yùn)行時，容易受到沙粒與強(qiáng)風(fēng)等因素影響，如果長期暴露在空中，潮濕空氣也會對這部分葉片的表面進(jìn)行腐蝕，導(dǎo)致表面受到不同程度損耗。如果不及時發(fā)現(xiàn)這些情況并處理，會讓葉片的性能受到影響，嚴(yán)重時甚至?xí)屓~片出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，對整個機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也會存在負(fù)面影響。首先，如果葉片長期處于潮濕空氣，其表面的涂層會發(fā)生脫落，如果大面積掉落，也會對其使用年限帶來負(fù)面作用，導(dǎo)致維護(hù)成本增加。其次，由于風(fēng)機(jī)振動所產(chǎn)生的裂紋容易暴露在空氣當(dāng)中，如果這些裂紋沾染物質(zhì)，也會讓葉片出現(xiàn)侵蝕，不容易被發(fā)現(xiàn)。長此以往也會給后續(xù)的修復(fù)工作帶來較大難度，增加維護(hù)成本的同時，也不利于安全性。再次，因雷電發(fā)生的葉片損傷現(xiàn)象，如果在雨水較多的區(qū)域容易遭受雷擊，雷擊情況過重時，會讓葉片直接廢掉，無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。最后，由于葉片腐蝕而發(fā)生的排水孔堵塞現(xiàn)象，在長期積水以后，葉片也會出現(xiàn)腐蝕。

2.1.2無人機(jī)識別風(fēng)電故障

通過無人機(jī)對風(fēng)電故障進(jìn)行識別，首先就要利用人工巡檢的方式，確定葉片的基本故障樣本，然后錄入相關(guān)的故障信息，借助無人機(jī)對目標(biāo)風(fēng)機(jī)進(jìn)行巡檢。然后在人工手動控制的基礎(chǔ)上，通過飛行方式采集葉片的紅外圖像，這樣就能清楚地找到故障信息。在發(fā)現(xiàn)故障源之后，也可以通過人工調(diào)整的方式近距離拍攝，但是在拍攝時一定要注意避免強(qiáng)光。與人工排查方式相比，無人機(jī)巡檢方式能夠更加精準(zhǔn)高效地定位故障點(diǎn)。

2.2光伏巡檢

在經(jīng)過長時間的使用之后，光伏設(shè)備表面也會出現(xiàn)不同程度的損壞、裂紋以及焊帶故障等現(xiàn)象，還會發(fā)生枯枝落葉、灰塵積蓄現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)的電流電壓發(fā)生變化。如果電池的局部出現(xiàn)升溫時，由于設(shè)備本身的功能限制，也容易產(chǎn)生熱斑，如果熱斑溫度較高，也會讓整個電池的正常性能受到影響，無法正常運(yùn)行。因此光伏巡檢有著十分重要的作用，通過無人機(jī)智能巡檢技術(shù)對其進(jìn)行多方拍攝，能夠更加精準(zhǔn)地識別光伏電板，也可以更加準(zhǔn)確地找到光斑位置。如此一來，維修人員能夠快速采取精準(zhǔn)行動隊，及時找到光斑位置并進(jìn)行消除，提升電池使用壽命的同時，也能控制維修成本。但值得注意的是，在拍照時，一定要讓目標(biāo)不能曝光在太陽光下，這樣會讓拍攝出的圖像不夠清晰，出現(xiàn)對比困難，無法準(zhǔn)確識別熱斑位置，對設(shè)備的正常運(yùn)行也會存在負(fù)面作用。除此之外，還要選擇有著更高熱敏度的紅外成像設(shè)備，使目標(biāo)樣本能夠與拍攝的鏡頭保持一致，在精準(zhǔn)對焦的基礎(chǔ)上，使拍攝到的圖片更加清晰。除此之外，在對溫度進(jìn)行設(shè)置之前，也要通過自動模式調(diào)節(jié)溫度，然后用手動模式對最后的溫度進(jìn)行微調(diào)，使溫感能夠始終保持在合理范圍之內(nèi)。最后，由于無人機(jī)本身的體型較小，但也需搭載較多設(shè)備，因此其自身的重量會有所增加，能量消耗也會變得更為明顯。與原有的續(xù)航能力相比，也會有所降低，因此要想保證整個巡檢工作順利實(shí)施，除了要保證無人機(jī)的續(xù)航能力之外，還要讓無人機(jī)能夠獲得更多能量，保證整個拍攝過程更加完整。

3結(jié)束語

綜上所述，在風(fēng)電光伏巡檢工作中引入無人機(jī)技術(shù)也獲得了廣泛應(yīng)用，能有效保證巡檢工作的安全性，使巡檢工作變得更加高效可靠。除此之外，無人機(jī)的引入還能有效定位故障位置，降低設(shè)備維修難度的同時，也能有效節(jié)省維修成本。但是在部分不夠明顯的故障識別方面，還需強(qiáng)化無人機(jī)巡檢技術(shù)。例如對于部分痕跡較淺的劃痕，還需在該技術(shù)上面進(jìn)行不斷強(qiáng)化研究。因此，有關(guān)技術(shù)人員一定要開展更加深入且高效的探究，促進(jìn)我國電力事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 李倩竹，杜永永，楊陽 . 無人機(jī)設(shè)備智能巡檢在輸電線路中的應(yīng)用與發(fā)展研究 [J]. 四川電力技術(shù)，2020，43（3）：53-56，63.

[2] 徐進(jìn)，丁顯，宮永立，等 . 無人機(jī)設(shè)備智能巡檢在風(fēng)電光伏故障檢測中的應(yīng)用 [J]. 設(shè)備管理與維修，2019（7）：170-172.