无人机在农投系统的应用范文

广西农村投资集团有限公司（简称农投系统）所属的供电发电企业分布在广西40多个市、县（市、区），辖区多山、多丘陵、多河流，平原很少，地形地貌十分复杂。每年台风、暴雨、大雪、冰冻等灾害都不同程度地引发供电线路各种故障，给企业带来不少损失，对人民群众生活和工农业生产造成不良影响。供电发电企业日常需定期巡线，特别是线路故障发生后，更要及时排查、清除故障。目前传统的人工巡线、查找故障点和消除故障除了需要投入大量的人力物力财力外，巡线的效率和质量还比较低，传统的巡线方式已经满足不了农投系统的供电安全可靠性需求。如何利用无人机在供电企业进行巡线，加强线路日常维护，加快故障排查、故障清除已成为农投系统亟待研究解决的课题。本文试从农投系统输电线路建设发展、巡线工作模式变化等方面进行分析，提出无人机在本系统进行巡线的措施和建议。

一、农投系统输电线路运维及无人机巡线现状

至2017年底，农投集团管辖的40家县级供电企业，投入运行的3千伏至110千伏输电线路共计100262千米，其中110千伏线路3053千米、35千伏线路13615千米、3千伏至10千伏线路83595千米，线路约30%位于高山地区，约60%位于远离城镇、远离交通干线、人烟稀少的地区。经预测，高压输电线路建设长度每年以5%的增速增长。目前，各县级供电企业大部分采取传统的人工巡检模式，巡检工作主要由巡检班组和供电所完成，巡检班组负责35千伏线路巡检，供电所负责10千伏及以下线路巡检。基本每年常规巡检2次，而对电源线路及重大用户等主要线路基本是每月巡检。随着无人机巡线在国家电网、南方电网等大型电力企业的广泛应用，农投系统部分县级供电企业也积极应用无人机对输电线路进行巡检，目前已有田林、恭城、宁明、钟山、西林、昭平、灌阳、龙胜、崇左等9家供电企业使用无人机进行巡检，共购置无人机32台，完成无人机操作人员初步培训，为在农投系统范围内开展无人机巡检业务打下了良好的基础。其中，田林供电公司使用无人机数量最多，并且比较成熟，拥有14台深圳大疆无人机，型号有精灵4、精灵4Pro、经纬M210，归属营销部管理使用，大范围应用于输电线路的巡检工作，显著提高了巡检工作效率和质量。

二、无人机巡线

与传统巡线工作模式比较模式比较

三、农投系统对无人机巡线模式的选择及建设方案

无人机巡线在农投系统的应用发展空间较大，利用无人机定期对线路和用户进行巡视、在特殊气象条件和故障状态下进行巡视，以及搭载热成像摄像机夜间判别设备的温差，迅速准确查找出潜在故障点等，对农投系统提高供电的安全可靠性已成为急需。

（一）农投系统无人机巡线应用模式的选择

1.无人机辅助式。目前，农投系统已有部分供电企业利用无人机进行巡线。据调研反映，无人机巡线在尽快查找到故障方面有明显的成效，普遍的做法是巡线人员带着无人机，到需要巡视的线路放飞无人机，通过操控让无人机沿着线路进行巡视，操控人员通过手机屏幕或者无人机专用视屏，观察无人机拍摄到的画面，巡线人员根据画面情况判别线路是否存在故障、何种故障等。能否发现故障与巡线人员的工作经验、个人技能、无人机操控能力，以及无人机飞行路线、线路远近、无人机视角有很大的关系。现场巡线人员通过判断，确定线路情况并向上一级汇报。优点：大大减轻巡线人员的劳动强度，扩大巡视视野，提高巡线效率。缺点：对于巡线人员的经验有一定要求，对一线人员操控无人机能力要求较高，但一线人员往往文化水平不是很高，难于操控无人机；并且每个企业又不可能为每一个站所单位配备一名专门的操控人员。由于无线控制距离一般在2~5千米范围，无遮挡可达到5~7千米，在夜间、雷雨大风等恶劣天气条件下巡线工作难以开展。

2.无人机自主巡线。由于无人机辅助式巡线存在的问题和不足，采取无人机自主巡线将成为农投系统首选。无人机自主巡线是给无人机下达巡线范围指令，远程放飞无人机，由无人机在指定范围内按照线路轨迹（由经纬度、高程、特定场所规避、自动避阻、4G通讯和自建通信基站等要素组成）飞行进行巡视；无人机上可携带红外成像、光学变焦摄像机（可达到7~15倍），以及红外或可见光辅助灯。自主巡线在夜间、雷雨大风等自然气象条件下也可以开展巡视。远程放飞仅需要明确目标坐标的方式，可大大降低操控人员的技术要求和控制难度。一般情况下，现场无需人员干预、操控无人机。工作半径：根据无人机续航时间，一般在20~100分钟之间，巡航距离应结合中途进行故障识别考虑，可在10~40千米之间。无人机通讯：可搭载2种通讯方式，即4G和无线方式，纯无线通讯需要在供电线路区域建设无线基站，一般在4G信号较弱、故障频繁的大山、峡谷等地段，需要建立无线基站，以便实现两种通讯模式的无缝衔接。无人机放飞：远程放飞。设立无人机机场，一般以20千米半径范围内设置一座机场，机场位于半封闭式楼顶，面积5×5米即可，机场中心设立返航信号点，每座机场放置1~2架直升飞机。平时无人机处于自动使用电浮充电、正常通讯的方式，当需要放飞时，由调度或配网中心下达巡线指令，配网或无人机监控中心执行放飞，给无人机下达巡线指令，指令代码包括线路坐标高程等数据，巡线范围为线路起始坐标至结束坐标。无人机返航：巡线结束可返航或就近降落，无人机降落后自动进入充电状态，机场人员应对无人机进行检查和维护或更换机载仪器。关键问题：无人机的电池续航。可在始末端机场中间位置或在较长线路的中间位置搭建续航点，可选择农村电工楼顶面积3×3平方米建设续航点，降落时由农村电工更换电池即可。效果应用及分析：无人机巡线的视频鉴别和分析，可以在集团公司总部或二、三级公司的后台系统自动进行，同时将视频分享到相应需要的单位。无人机监控中心对巡线图像和信息进行处理：一是对视频内容进行分析判断。二是建立视频分析系统，建立视频识别模块大数据库，对断线、断杆、高干植物触碰、塌方等常见灾害进行自动识别，当出现类似情况时无人机进行盘旋多视角拍摄，并根据需要进行红外热成像。经过生成数据保存至系统，包括故障点坐标等，发送至有关人员以便尽快解决故障。三是抢修人员及时进行修复。

（二）应用拓展与需要重点巡视的位置包括无人值守变电站巡视、重点用户巡视、偷漏电检查点等坐标。对工程进度、现场安全作业检查，农投集团可远程启动无人机进行检查，如远程检查工程施工进度、安全、偷漏电以及防洪预警等。

（三）可见光和红外线夜视、红外成像的巡线模式应用可见光巡视可在白天进行。如具备红外夜视，可在白天和晚上进行巡线、故障查找。红外热成像巡线，可在不同温度形成不同色差图像，可判别是否存在发热类故障。还有其他相关的应用。无人机巡线运营和管理，可在农投集团设立无人机监控中心，各县公司设立分中心，平时运行维护以县公司为主导，农投集团无人机控制中心以抽查、监督为主。设计无人机巡线视频监控软件系统，通过大数据的应用，智能识别故障。

四、无人机在农投系统巡线的效益分析

无人机在农投系统巡线不仅发展空间大，而且对提高巡线质量、效率以及降低企业生产成本、提高经济效益十分明显，主要体现在以下几个方面：一是无人机巡线降低了整体巡检成本。相关数据表明：发现故障与解决故障所需时间比，在没有灾害气象的一般情况下为6:1，灾害气象条件下可达比例更大。随着线路长度的增加，其规模效应越来越明显，利用无人机进行巡检可以使巡线平均成本越来越低。据农投系统田林供电公司总结分析得出，原需3~4天完成的人工巡检作业，使用无人机巡检后缩短为3~4小时，常规巡检时间平均节约80%，查找故障时间平均节约90%。二是无人机巡线在巡线过程中可及时为运行维护单位提供信息，大大提高了维护工作的时效性、供电的安全性和可靠性。田林供电公司自2016年启用无人机以来，结合电力地理信息GIS系统、配网自动化技术的应用，实现了部分低压配网的实时远动信息；利用地理信息系统（GIS）定位和地理属性查询功能，结合无人机技术的应用，有效地进行配电网分析，实现县城电网1分钟内转换电源，极大地提高了电网供电的可靠性和电网维修检修效率。三是正常情况下每次飞行时间30分钟，时速可达35~72千米,考虑中途定点观察等因素，可巡线10~20千米，如在对端机场停放可达到30千米。每飞1个架次相当于出动6名巡线员一天的工作量，且不受地理环境的限制。按每个供电营业所配备1台无人机计算，配置1台载荷在3千克以下的无人机，约1万元左右，一个供电所线路约60千米，每月最少巡线2次计算，需要约48个工作日，运用无人机自主巡线，可节省40个工作日以上，按每工日200元计算，可节省8000元，且效率和安全性远远高于人工巡线。田林供电公司是农投系统较早采用无人机巡线的三级公司，根据该公司不完全统计，采用无人机后极大地提高了工作效率，和人工巡线相比，一个人带着1台无人机巡线一天内可完成50千米线路，而人工巡线则需要12人的工作量。在极端天气情况下供电线路发生故障时，无人机巡线的优势和效率更加明显。有时人工不适合开展工作的时间段，无人机可以正常开展。从经济效益来说，1台无人机需2~10万元，采购费用和人工成本相比，半年内可以收回成本。

五、结语

在电力行业输配电线路建设运维中，无人机起到相当关键的作用，如能在农投系统供电企业中广泛地运用无人机系统，在确保安全前提下科学有序地推进无人机智能巡检业务，最终建成“无人机巡检为主、人工巡检为辅”的巡检模式，对大力提升输电线路的巡检质量、效率大有裨益，最终实现安全、成本、效能总体最优，对实现农投集团高质量发展具有重要的意义。

作者：朱玉红 单位：广西农村投资集团有限公司