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國網湖北:規模化應用“標準網格+智能接單”無人機立體巡檢模式

2024-11-08分類:CPEM推薦 / CPEM推薦來源:CPEM全國電力設備管理網
【CPEM全國電力設備管理網】

2024年10月18日,在“第5屆電力人工智能大會暨第3屆電力行業數字化轉型大會”上,第3屆“智創獎”電力數智化轉型技術創新應用評選結果公布。

國網湖北省電力有限公司、國網湖北送變電工程有限公司憑借其“標準網格+智能接單”無人機立體巡檢模式案例,獲得“輸電數字化轉型創新應用案例獎”。

01#




創新點

1

數據賦形——統一平臺,數據融通

統一執行標準,建立省級機巡管理中心,完善機巡制度、統一技術要求,實現巡檢業務標準化。

統一分析工具,納管航線規劃、點云分析、紅外檢測工具,實現全省機巡數據統一。

統一業務流程,構建全省統一機巡微應用,拓展六大典型作業場景,實現業務貫通。

2

業務賦能——高效自動,作業無憂

優化改進數據處理技術。實現8倍壓縮巡檢照片且不影響缺陷識別,大幅減輕平臺網絡帶寬和儲存資源壓力;統一航線命名規則,實現巡檢照片“即飛、即傳、即算”;依托平臺實現通道信息及缺陷隱患透明管控。

自主研發移動巡檢裝備。研發車載式移動機場,集起降平臺、無線傳輸和自動控制等技術于一體,高效實現三機協同、高頻自主起降以及長久續航,在桿塔精細化巡檢、仿線飛行等方面效率提升3-6倍。開發操作便捷、適用性強的統一飛控APP,一鍵完成外業全流程作業,現場起飛執行效率提高30%。

創新提出智能評估方法。國網內首次提出基于機巡數據的“雙重積分”線路風險評估方法,賦予7大類、68項機巡關鍵缺陷隱患基礎積分、發展積分,建立以發展趨勢管控為基礎的體系。在此基礎上對三套圖像智能識別算法進行組合策略優化,提高缺陷隱患識別精度,為隱患評估精準決策提供技術支撐。

3

管理賦值——航班管控,跨界出圈

國網系統內首創“標準網格+智能接單”機巡作業新模式。以飛巡半徑內設備為單元開展作業,結合信號強弱、起降條件、飛巡范圍劃分標準網格,自由組合航線,一人攜帶車載式、便攜式移動機場等智能巡檢裝備便可自動完成網格內全部巡檢任務,改變機巡模式,檢質效提升10倍以上。

始創“自主飛巡+集約分析”價值釋放最優解。優化現場機巡和數據應用業務人力資源配置,在外業飛巡上,充分運用機巡作業低門檻化、智能化特點,使新入職與臨退休員工勝任現場機巡工作,實現人人都是飛手;在內業分析上,通過強化巡檢計劃統籌和數據應用,推動機巡指揮分析工作專業化、集約化,使年輕同志有舞臺、能展現。

02#




應用成效

01


取得的總體成效

2023年11月,時任國網總經理張智剛同志蒞臨湖北檢查指導工作期間,聽取無人機網格化巡檢專題匯報和現場演示,給予高度肯定。

1

完成標準網格點全省建設

在全省16家地市級生產單位完成網格巡檢模式建設。通過網格點選擇、人工試飛優化、機場驗證調整、任務執行等流程確定通道巡檢、精細化巡檢及聲光飛行檢測等作業場景的網格點,已建立網格點15088個,覆蓋全省220千伏及以上1200條線路40077公里,自主巡檢覆蓋率達100%。累計發現缺陷18022條,隱患22582條。推進自主巡檢規模化應用向低電壓等級延伸。


2

實現巡檢模式轉變為“按面逐網格巡檢”

通過網格點,利用固定機場、移動機場、無人機開展“標準網格+智能接單”作業,自建設以來,使用各類機場完成巡檢16803基、使用無人機完成211461基桿塔巡檢。實現巡檢模式從“沿線逐塔巡檢”轉變為“按面逐網格巡檢”。各單位依托標準網格與機巡微應用,通過無人機自主巡檢、各類機場應用,將機巡任務與網格點匹配關聯,完成機巡任務自動派發、智能接單、遠程操控,實現精細化自主巡檢、聲光檢測(紅外測溫)、通道快巡作業場景網格化巡檢全面應用。


3

創新應用成效顯著

相關經驗成果先后獲得全國電力行業創新應用案例金巡獎,湖北電力公司2024年科學技術獎一等獎、青創賽金獎等榮譽。湖北電力編制的國內首個無人機巡檢網格化部署IEEE國際標準《架空輸配電線路和變電站巡檢用多旋翼無人機系統的網格化部署》成功立項,為高效高質量完成電網無人機巡檢工作提供了新質生產力,填補了無人機巡檢作業在網格化部署方面的空白,促進了我國無人機網格化巡檢技術走向世界。

02


產生的直接或間接經濟效益

1

直接的成果轉化效益

“一巢多機”依托相關企業向全省16家生產單位進行生產銷售,節約投資1080萬元。機巡微應用統一部署分析軟件全省免費使用,16家生產單位、88個縣公司累計下發激活碼425套,節約資金近1200萬。


2

間接的成本壓降效益

通過一巢多機、便攜式機場等裝備開展無人機網格化巡檢、智能研判等手段輔助,巡檢效率提升了10倍,節約人力成本約92.5%,運維工作的效費比顯著提高。

03#




技術路線

1

系統架構

機巡微應用系統總體遵循PMS3.0總體架構,該模式機巡微應用的作業場景,貫通巡檢計劃,共享數據成果,機巡作業全流程線上管控。


2

組織架構

“標準網格+智能接單”線上接單模式在省公司統籌指揮下組織構建,由送變電公司省級機巡管理中心作為支撐單位全面推進標準制定、平臺研發、新技術推廣等工作,負責本方案會審,電科院、經研院、柔性骨干專家及華中科技工作作為支撐團隊,一齊攻關形成工作方案,在國網系統內首創“標準網格+智能接單”的巡檢模式,實現機巡任務遠程派發、遠程監控,巡檢結果自動回傳。16家地市級生產單位依托機巡班開展“標準網格+智能接單”作業。

圖:組織架構


3

建設推進過程

1、建立標準化巡檢網格點

各單位依據無人機巡檢標準化網格點選取策略,在2024年3月完成全部網格點初選并統一錄入機巡微應用。其中14家地市公司以轄區內220千伏輸電線路為主線,向下覆蓋網格區域內的110千伏輸電線路,鄂州、神農架、黃石等設備體量較小的單位考慮向下覆蓋35千伏輸電線路。超高壓、送變電公司全量完成所轄線路網格點選取。

2、配置網格化巡檢裝備

裝備包括具備RTK功能的無人機(以下簡稱“RTK無人機”)、移動機場等智能巡檢裝備,目前已完成16臺車載式移動機場、115臺便攜式移動機場配置及790臺RTK無人機配置。

3、現場驗證網格點

各單位結合2024年第一輪無人機巡檢工作,通過無人機自主巡檢、移動機場的應用,對初步選定的標準化網格點進行現場飛行驗證,校準點位設置,調整或剔除航線不匹配、信號弱、車輛到位困難的點位,優化網格點覆蓋范圍,完成所轄線路的網格點現場驗證,優化調整機巡微應用網格點臺賬。

4、抽查驗收網格點

設備部組織機巡中心通過技術督查對16家單位網格點建設情況開展驗收,綜合考慮各單位設備體量和網格點數量,隨機抽取1%-5%網格點進行現場檢查,重點關注網格點合理性、機巡任務執行情況與網格化機巡成果。并對各單位“標準網格+智能接單”機巡模式應用情況進行考核評價。

04#




應用場景

“標準網格+智能接單”輸電機巡作業體系在輸電設備和輸變配一體化巡檢中的應用,代表電力行業巡檢模式的一次重要創新。這一體系通過構建標準化的物理網格和虛擬網格,結合智能接單技術,通過精準劃分巡檢區域,每個網格內包含特定的輸電線路設備,確保巡檢任務能夠精準分配和執行。為輸電線路設備巡檢沿面逐網格巡檢帶來顯著的效率和安全提升。本項目緊扣輸電專業“設備增、人員減”的客觀趨勢,以無人機創新應用實現“少人化、無人化”運檢新模式,進一步提升線路運維工作質效,促進高質量發展,具備在全國全面推廣的條件。

實踐經驗豐富,具備推廣價值。本項目在無人機智能巡檢領域中挖掘多種典型場景應用,具備成熟的飛巡體系建設、智能化應用、飛巡模式改革等經驗。項目經驗在省內得到廣泛應用,可實現跨領域推廣,實現配電、變電及社會其他行業面應用。

技術創新先進,引領行業革新。項目率先引入AI算法、圖像壓縮技術、RTK定位、紅外測溫等先進信息技術,創新研發以“一巢多機”為代表的多種新型機巡設備,打造完整的機巡技術體系,為輸電專業無人機航跡自動規劃和一鍵自主飛行奠定良好基礎。

05#




典型經驗和推廣前景

1

實現湖北省內輸電設備的規模化推廣應用,可推廣至全國輸電模轉型

目前實現16家生產單位機巡模式的轉變,完成標準航線繪制93441基。通過機巡微應用派發巡檢任務,通過湖北統一飛控APP執行無人機任務,通過遠程調度的機場管理界面執行機場任務228264基桿塔,實現湖北省內輸電設備的規模化推廣應用。本單位典型工作經驗可以推廣至全國輸電專業使用,促進機巡模式轉型。

2

可推廣至110千伏及以下輸電線路,為線路設備本體屬地化運維打基礎

通過精準劃分巡檢區域網格點,可以將網格點覆蓋范圍內的110千伏及以下輸電線路巡檢納入管理,在推進無人機巡檢向低電壓等級線路延伸的進程中,可試點改變以網格點為范圍建立輸電線路設備管理網絡及設備主人,可嘗試聘請護線員或當地供電服務職工作為巡視人員,推進設備本體屬地化運維速度。

3

可推廣至輸電、變電、配電一體化巡檢

在變電站附近設立的網格點,可將變電設備及其航線、配電設備及其航線進行納管,通過建立航班制的排班制度,設置巡檢優先級,按照排班進行輸變配一體化日常巡檢。可嘗試聘請變電站值班人員作為便攜式移動機場或無人機的放飛人員。實現設備利用最大化、效能最大化。

參與單位:國網湖北省電力有限公司、國網湖北送變電工程有限公司

參與人員:全江濤、郭勇、李杰豪、楊力、李金戈、劉龍龍、鄭小敏、耿思遠、田巧雨、鄒語晨、胡一波、王金鑫、王鵬程、馮琪、喬柏楊、羅婷婷、宋心語



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