世界首次1000千伏變電站無人機多機協同自主巡檢在福建實施

9月17日，福建1000千伏特高壓榕城變電站內，兩架無人機同時騰空而起，通過北鬥衛星精準定位，靈活穿梭於特高壓變電站上空。40分鐘後，在國網福建省電力有限公司無人機技術攻關團隊的操控下，順利完成了全站高空區域一次設備巡檢。

這是世界最高交流電壓等級變電站首次實現無人機多機協同自主巡檢，實現了變電站無人機自主巡檢從500千伏到1000千伏的「大跨越」，填補了國內外最高交流電壓等級變電站多機協同自主巡檢技術的空白，標誌著特高壓變電站智能巡檢邁向「地空一體化多維智能巡檢」，具有裡程碑意義。

「在變電站內飛無人機，以前連想都不敢想，更何況是特高壓多機自主巡檢。今天這次試驗的難度，就像站在火山口發射飛行器一樣難。」國網福建電科院無人機技術攻關團隊骨幹陳伯建打了一個比方。

1000千伏特高壓榕城變電站是福建省首座也是唯一一座特高壓變電站，是浙北—福州1000千伏特高壓交流輸電工程的起點站，通過該站與華東聯網，將福建的清潔能源輸送到長三角經濟中心。變電站內設備多、分布廣，呈高低錯落布置，無人機需要在複雜的環境裡來回穿梭，既要選取最佳拍照角度，又要兼顧與帶電設備保持足夠的安全距離，飛行位置誤差必須保持在釐米級，飛機導航控制難度非常大。與此同時，變電站內環境複雜、幹擾大，無人機很容易受幹擾，導致飛機失控，從而撞上帶電設備。

為了破解這些無人機自主巡檢難題，國網福建電力技術攻關團隊創新突破，攻克了變電站高精度三維建模、無人機巡檢航線規劃、複雜環境抗幹擾等一系列關鍵核心技術，在行業內率先掌握了最高交流電壓等級變電站無人機多機協同自主巡檢技術。

三維模型越精細，無人機的飛行位置越準確，飛行過程也越安全。多機自主巡檢融合了北鬥衛星定位技術，創新特高壓變電站三維雷射點雲建模方式，使三維模型的精準度達到釐米級。特高壓榕城站面積9.6萬平方米，長、寬均超過300米，最高離地85米，而最終建出來的三維點雲模型水平誤差不大於2釐米、高程誤差不高於5釐米。

有了高精度三維模型，如何確保無人機在相對局限的變電站空間裡，按照提前規劃好的航線，標準化執行各項巡檢操作，是無人機自主巡檢面臨的另一道難題。對此，技術攻關團隊創新研發了變電無人機自主巡檢系統，相當於給無人機裝上「智慧大腦」，只需通過系統提前設置好巡檢拍照點，就可以「一鍵式」進行多機協同巡檢的航線規劃、航點定位、數據採集等全過程自主作業，實現無人機巡檢效率的成倍提升，解決無人機電池續航不足、信號傳輸不穩等難題。

在特高壓變電站內開展無人機自主巡檢，容易受到幹擾，尚屬技術攻關的「無人區」。為克服特高壓變電站複雜環境對無人機自主巡檢的信號幹擾，技術攻關團隊開展抗幹擾能力測試，完成變電站136個位置幹擾檢測，全面掌握評估變電站幹擾水平，創新架設實時差分定位基站，確保變電站差分信號全時、全覆蓋，攻克了變電站抗幹擾技術難關。

無人機多機協同自主巡檢的成功應用，有效解決了特高壓變電站高空區域巡視難、效率低、高風險等難題。

「傳統的人工巡檢，全面巡視一遍，4個人至少需要6個小時，現在只需要40分鐘便完成全部高空區域巡檢。原來站內高空設備巡檢，需停電並由專業人員爬到離地50米以上的高處進行作業，存在安全隱患，費時費力。現在應用無人機自主巡檢，很好的解決了這些難點，實現了安全、質量、效率三大提升。」國網福建檢修公司特高壓榕城站站長林國強說道。

傳統的人工巡檢，由於受自身高度與視角限制，只能以平視或仰視角度進行巡檢，無法直接觀察到變電站設備高處或頂部情況。無人機巡檢可近距離、多視角重點觀察檢測變電站設備高處部位，可以免除人工登塔、高空作業，可以充分發揮其靈活快捷、視角廣泛、工作效率高等特點，實現快速獲取變電設備清晰影像資料並通過分析處理，來判斷設備運行情況，有效降低勞動強度，提高運維效率，是人工巡檢效率的十餘倍。

近年來，國網福建電力圍繞能源電力科技前沿，全面攻堅無人機自主巡檢輸配變三維建模、航線規劃、自主作業等核心關鍵技術，開展5G無人機、多棲飛天機器人等前瞻技術研究，研發了全國首個無人機360全相可見光吊倉，率先應用無人機放導引繩、切割導線異物、噴火清障等方面取得一系列首創性成果，取得「超視距飛行器巡視系統」「無人機的磁羅盤繩索校準方法」等一系列國家發明專利，有力支撐福建電網智慧運檢體系建設，推動電網「數位化」「智能化」「精益化」管理升級。

（林麗平 郭清梅 許泓 王忠平 楊婷婷／文 陳丹／圖）

來源：東南網