【环球网无人机频道 记者 赵汗青】平潭岛是一个网红旅游目的地,现在又开始被打造为国际旅游岛,但游客们不会注意到,这个小岛上已经部署了4座大疆无人机机场,它们在悄悄地守卫电力设施,而这对岛上的旅游与生活体验非常重要。4月20日,记者走进国网福建电科院和国内首个海岛无人网格化自主巡检示范区作业现场,亲身体会大疆与电网之间如何互相协同配合,了解大疆无人机如何在发电、输电、变电、配电每个环节中提升工作效率、全力保障供电安全。
告别“电力孤岛”不简单
点亮城市夜景、吹空调、开电动车……现代人的生活离不开电,实现节能减排更需要发展电能,然而给平潭岛通电并不容易。据一位电力工作人员介绍,平潭岛与内陆间有海的阻隔,架设输电线路很难,所以相当长一段时间都是“电力孤岛”,仅靠本岛的发电站难以支撑经济的发展。直到80年代初,福平输变电工程竣工,35千伏海缆并网送电,才将福建电网的电流送到平潭。此后,平潭岛的电力设施快速发展,现在已有两条220千伏电缆通过大桥入岛,岛上有3座220千伏变电站、6座110千伏变电站,1座35千伏变电站,形成了以 220 千伏为支撑、110 千伏为主干骨架的坚强电网体系。因为平潭岛风力资源丰富,岛上也大力发展风力发电,这些清洁能源的并网助力“双碳”目标的实现,也让大家可以更加放心地吹空调。
但是,电力设施的建立并不是一劳永逸的,要保证供电的持续稳定,还需要日复一日的认真巡检,以及快速响应的维护。负责大疆能源行业全球推广业务的高翔说,我国电网稳定性世界第一,大家几乎体会不到停电的影响,这背后是百万电力行业员工的默默付出,每条输电线路下都是几代巡检工人的脚印。
国网福州供电公司输电运检中心三级职员、全国劳动模范冯振波说,电力设施难免会被海风中的盐腐蚀、鸟儿在杆塔上筑的巢有时也会威胁电力设备安全运行,台风更是一个不确定性因素。但寻找这些潜在隐患并不简单,他们过去要坐几个小时车再去爬山,并经常爬上杆塔顶端进行巡视检查,有时进行带电作业,还身处220千伏的电场中,心理压力非常大,不知道问题在几十公里的线路中的哪里,就要爬上一基一基杆塔检查。特别是台风正面侵袭后,线路出现故障,他们就得没日没夜地查找。
无人机全流程助力
冯振波说,现在的电力巡检工们都已经配备了小型无人机,高科技让查找故障变得很轻松。国网福建电科院输变电中心(机巡中心)副主任陈伯建说,国网福建电力现有无人机1500余架、持证飞手1200余名,平均每年拍摄巡检高清照片500万余张。
据陈伯建介绍,国家电网在2008年就开始探索无人机巡检,但是当时的无人机还太笨重、使用不便。2013年大疆的小型无人机兴起,让无人机可以在电力行业快速普及。而随着无人机技术的发展,电力行业的工作状态被彻底改变,总结来说有三点:
①从二维到三维。无人机能绘制真实环境的三维模型,方便直观地掌握电网系统的宏观情况。
②从定性到定量。传统人工巡检要目测距离,非常依赖老师傅的经验,现在无人机测量精确到厘米,让年轻人也能更好地发现问题。
③从有人到无人。用无人机替代人工巡检更加安全高效,巡视角度更全面,现在探索的无人机远程自主巡检,效率也能够大幅提升。
冯振波说,无人机主要用在巡检上,即帮助快速发现故障,最后的维修工作通常还是需要人工完成。但是通过基层的发明创新,无人机也可以辅助完成很多检修工作,比如发现线路上有杂物,以前需要工人花几个小时去处理,现在用无人机挂上喷火器或激光器即可在几分钟内烧除。他们还用无人机把智能修补机器人送上输电线路,完成一些修补工作。而在需要人工高空作业时,无人机也被用来抛绳索,让等电位人员可以坐着升降机到杆塔作业点,再也不必穿着笨重的防护服像特种兵一样爬软梯。
高翔说,与其它诸多行业一样,最早发现大疆无人机能用于电力巡检的,正是电网的工程师们。后来能够打造出强大的行业无人机,也离不开电网工程师们的配合。大疆做行业应用的初心是“站在守护者的身边,做守护者背后的伙伴”。虽然行业应用的门槛更高、需求更复杂、成本也更高,但大疆仍然坚持做高性价比的产品,以求让无人机广泛应用,进而产生更高的社会价值。
全自主的新时代
如今无人机在电力行业已经非常普及,可这就是终点了吗?还远远不是!大疆能源团队负责电网业务拓展的陈冲锦说,现有的无人机虽已能自动飞行,但还需要人带着它去现场,而大疆机场则可以解决这一问题。据了解,2022年3月发布的大疆机场,让无人机可以超远程控制、自动起飞、自动执行任务、自动降落并充电,实现真正的无人化值守作业,目前已被许多电力单位使用。
陈伯建说,过去的巡检工人带着一个馒头,一天巡视两个杆塔;后来带上一架无人机,一天能巡查8个塔;而未来都用上机场,那坐在办公室里用电脑控制无人机,一个人一天就能巡查100个杆塔。随后,国网福建电科院的工程师演示了“买家秀”,现场调用一架100多公里外的大疆机场上的无人机,全自动检查了一个线塔,非常智能。
据介绍,使用国网福建电科院自主研发的机场网格化作业模块,能够高效利用全省的机场,在电脑上下工单后,就会分配最近的无人机去完成。这套智能调度软件还能精确展示外界物体与线路杆塔的距离,确保安全。系统还给每个杆塔都办了“身份证”,随时可查阅它门的资料、历次巡视记录、高清照片。面对500余万巡检照片筛查难题,他们也使用了AI人工智能技术,辅助巡检人员从照片上发现故障点。
与传统无人机巡检模式相比,国网福建电科院提出的无人机“网格化+机场”巡检模式能够有效提升无人机复用率,实现“一架无人机多专业共享,一次飞行多任务共用”,减少网格内不同专业人员重复往返现场,节省大量工时,提升无人机巡检效益。在该巡检模式下,网格内的无人机配置量较原来降低了30%,人员工时减少了60%,而且实现了无人机作业全过程“无人”值守。
而这样的无人机机场,在平潭岛已部署4套,使主网设备无人机自主巡检覆盖率达93.6%;近期将在全福建电网部署到55套。陈伯建认为,电力公司能规模化运用无人机和数字化,内部原因是电力公司对于数字化转型提速的自我要求,以及全社会对于电网高质量发展的要求。而外部原因是大疆这样的公司能提供可靠的硬件、完善的开发生态,让他们可以聚焦于业务本身。
这才是开始
但就巨大的需求而言,无人机机场的普及度还远远不够。陈伯建说,现在这几十套大疆机场还只能说是模式探索,全福建电网未来要部署500套以上才能实现量变到质变。现在虽然已经实现了0到1的突破,甚至可以说已完成了1到10的可靠性验证,但真正的规模化应用还有很长的路要走。
除了电力行业外,公共安全、交通、能源、环保、林业、海事等诸多行业也有类似的使用场景,同样可以被自动无人机机场赋能。在这次的走访活动中,大疆也展示了无人机机场在光伏电站、风能电站的应用。此前,还有消防救援人员表示,用无人机机场可以低成本实现常态化巡查,进而可以防患于未然或者把火灾消灭在小火苗阶段,这会降低全社会的成本。而陈伯建说,未来他们电力巡检用的无人机机场,也可以跟公安、消防联动,实现无人机共用,数字共享。
有业内人士认为,无人机机场可以把无人机真正变成“空中机器人”,把天空带入人工智能时代,而这样的“空中成套解决方案”可以为诸多行业赋能。随着科技的发展,未来各行各业的工作状态还将产生怎样的改变?我们拭目以待。
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