無人機在電力系統中的應用

秦宇翔+李明明+王瑞琦+李志學

摘要隨著無人機相關技術的快速發展，其在實際應用中有了巨大突破，這些發展為無人機在電力系統中的應用提供了前提條件。由于我國電力系統涉及區域較廣、地形變化復雜，采取傳統的人工管理模式具有較大難度和工作量，而無人機的引入可以極大地降低電力系統的相關基礎建設的難度，實現對相關地形區域的測繪、電力線路巡檢等。文章主要對無人機在電力系統中的應用進行分析，同時結合無人機技術的發展趨勢對今后無人機在電力系統中應用的前景進行預測。

關鍵詞無人機；電力系統；應用；線路巡檢

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0106-01

伴隨著我國經濟社會的快速發展，對于電力系統的建設要求也在不斷提升，因此我國的電力工程建設一直保持較大的力度。然而由于我國地域遼闊，而且地形變化較為復雜，因此在實際的電力工程施工過程中會遇到很大的阻礙，使得電力工程的實際工程量大大增加，在很大程度上減緩了我國電力工程的施工進度。隨著近幾年來無人機技術以及導航技術和無線通信技術的快速發展和不斷成熟，國內外許多電力企業開始嘗試采用無人機輔助進行電力系統建設。由于無人機在進行線路巡檢以及地形勘測時不受地形的影響，因此其實現難度相對較低，成本也易于進行控制。在目前的無人機應用過程中，通常會在無人機上搭載相關的光學檢測儀器，從而可以實現對電網工作狀態的檢測，以便及時發現潛在的安全隱患。

1無人機的選型原則

目前，應用于電力系統的無人機類型主要分為固定翼與直升機兩種類型，同時應用于電力系統的無人機需要滿足續航時間長、抗風能力強、能夠搭載光學儀器等要求。與此同時，在實際的電力系統應用過程中，由于無人機需要對特定的缺陷區域進行定點巡檢，因此無人機還需要具有良好的空中懸停能力。因此根據以上對無人機需求的分析發現，無人直升機相對于固定翼無人機具有更大的優勢。而且無人直升機還能夠實現自主起降，其實現過程通過內控系統實現，這也在很大程度上降低了無人機操作的難度和工作量，進一步提升了無人機在電力系統中實用性。根據具體的無人機工作環境和需求的不同，需要選擇不同的無人直升機類型，綜合無人直升機的性能可以發現，當無人機的續航能力增強時，其巡檢的區域范圍也會相應增加，與此同時當無人機處于超視距狀態下飛行時需要配備相應的中繼設備實現通信，這將給目前現有技術帶來一定的難度。

2無人機在電力系統中的應用

無人機在電力系統的應用表現出高度靈活性，同時無人機具有成本低廉、實時性高以及反映及時等優點，在和傳統的遙感技術的比較中，無人直升機在低空圖像獲取、電力線路規劃以及地形區域圖像獲取方面具有更大的優勢。具體而言，目前無人機在電力系統中的應用主要分為以下幾個方面。

1）電力線路規劃。在目前的電力線路規劃過程中，通常情況下還是采用傳統的人工測繪的方法。而無人機的應用可以實現對特定區域的詳細測繪，同時根據電力線路架設要求獲取相關的數據信息，有效的降低由于地形變化因素導致的電力線路架設問題。通過對無人機相關測繪數據的分析，并且結合電力工程的實際情況進行協調處理，實現對通道資源的高效、充分的利用，使得電力線路的規劃更加趨于合理。根據重慶電力設計院的無人機電力線路輔助設計案例分析發現，其測繪過程花費時間僅為15天，實現了對張秀線的電力線路測繪工作。這一成功實施案例也標志著無人機技術在電力線路規劃中的應用，進一步降低了電力工程的投入成本，實現了對電力輸變電線路的優化。

2）地形區域測繪。無人機由于其不受地形區域的限制，同時還可以搭載先進的光學設備，因此通過無人機對地形區域進行測繪具有廣泛的應用前景，為電力系統站址的部署及其優化提供高精度的數據資料，同時降低區域測繪工作的強度和工作量。在中南電力設計院的超低空無人機測繪實驗中，成果的實現了通過無人機對作業區域的高精度測量。同時為了更好的保證無人機測量的精確度，該院首次提出了采用搞成面狀擬合的方法對相關的測繪數據進行處理，以更好的滿足電力工程測量中大比例尺的實際要求。

3）常規電力巡檢。目前電力線路巡檢已經引起了世界各國的重視。相比于歐美國家我國的電力線路巡檢處于較落后的狀態。我國的直升機電力巡檢開始于上世界八十年代。根據對無人機電力巡檢的圖像進行分析，可以對相關檢測目標的缺陷進行判斷，以及時發現電力線路中存在的隱患。由于在電力線路的架設過程中，電力線路大都處于野外環境中，因此植物也會對電力線路產生較大的影響。

4）自然災害應急處理。根據對我國近幾年的自然災害情況分析發現，洪水、冰凍以及泥石流等自然災害對電力系統基礎工程具有十分嚴重的影響，甚至會導致電力系統的崩潰，因此關于自然災害的檢測及其預防就顯得十分關鍵。例如在我國南方出現的大范圍冰凍災害中，大量的基礎電力設施被嚴重損壞，為了獲取第一時間的災情信息以及制定減災措施，國家電網公司派出無人機進行勘察，并且拍攝了大量的現場照片。

5）電力線路架設。無人機還可以承擔在特區地形條件下的電力線路架設工作。通過為無人機配置引線裝置，無人機可以成功為高空線路的架設提供引線。以遼寧電力公司的無人機引線實驗為例，通過無人機可以實現單次1500米引線過塔，并且實現連續穿越三條河流的引線任務，成功的將電力引線放置于鐵塔上。

根據對目前無人機在電力系統中應用的相關實踐活動進行分析，結合無人機的技術特點，其今后的應用中還需要克服以下幾個方面的不足：首先，需要進一步提升無人機搭載相機的穩定性及其精確度，并且實現鏡頭的自動校準和矯正功能；其次，為了充分發揮無人機的相關功能，需要在無人機上搭載更加新型的紅外探測裝置，通過紅外射線對相關區域進行探測；同時，無人機搭載的相機還需要實現自動變焦的功能，即在發現可疑目標時可以自動調節焦距獲得更加清晰的圖像。

3結束語

無人機在電力系統中的應用具有十分重要的意義，對于提升電力工程的基礎設施建設和維護水平至關重要，同時隨著電力線路維護需求的不斷提升，還需要結合無人機的特點對其進行改進。

參考文獻

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