基于數字孿生技術打造輸變配一體化無人機智能運維系統.pdf

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1、北京云圣智能科技有限責任公司聯合創始人/CMO 朱勝利博士2023年8月超 低 空 天 地 一 體 運 營 服 務 商基于數字孿生技術打造輸變配一體化無人機智能運維系統2探索新型電力運維探索新型電力運維系統的發展系統的發展基于數字孿生技術打造輸變配一體化無人機智能運維體系云圣智能不止于巡檢CONTENTS【源】發電【儲】能【荷】用電電【網】發電側：風光場站、抽水蓄能、調峰電廠 電網側：輸電線路、配網線路、變電站 負荷側：微電網、主負荷、柔性負荷2020-2030加速轉型期新型電力系統2030-2045總體形成期2045-2060鞏固完善期2030-2060實現碳中和當前-2030實現碳達峰雙碳

2、戰略基于雙碳戰略邁向新型電力系統的“新時代”輸電線路配電線路變電站國家電網無人機規?；瘧媚暇W無人機應用2022年目標無人機自主巡檢全覆蓋500kv及以上適航區無人機巡檢班組應用覆蓋率達10%巡視里程 20萬km建成首批示范單位加快225座試點應用，建成13座示范站2020-2030加速轉型期2045-2060鞏固完善期2030-2045總體形成期2020南網發布數字電網白皮書2016南方電網“十三五”輸電線路“機巡+人巡”協同巡檢推進方案2023年目標2025年目標220kv及以上適航區無人機自主巡檢覆蓋率達90%無人機巡檢班組應用覆蓋率達50%巡視里程100萬km建成第二批示范單位繼續擴大

3、無人機巡檢覆蓋范圍超高壓變電站無人機巡檢應用全覆蓋無人機自主巡檢覆蓋率達100%無人機自主巡檢覆蓋率達100%110kv及以上變電站、換流站無人機自主巡檢覆蓋率達100%新型電力系統探索新型電力無人機智能運維系統的“新發展”5探索新型電力運維探索新型電力運維系統的發展系統的發展基于數字孿生技術打造輸變配一體基于數字孿生技術打造輸變配一體化無人機智能運維體系化無人機智能運維體系云圣智能不止于巡檢CONTENTS主要行業應用城市管理城市管理自動駕駛測試智慧醫療數字孿生技術是指通過創建物理對象、系統或過程的虛擬模型，實現對其在現實世界中的實時模擬、監控、分析和優化。這種技術包括物理實體、虛擬模型、數

4、據、連接和服務等核心要素。數字孿生可以提高決策的準確性和效率，幫助人們更好地理解和控制復雜系統。它在許多領域都有應用，包括航天、工業、電力和智慧城市等。數字孿生基礎概念美國宇航局(NASA)對航天器進行建模和仿真美國空軍研究實驗室結構力學部門提出數字孿生密歇根Michael Grieves教授提出“信息鏡像模型”西門子等企業接受“Digital Twin”術語應用于市場宣傳被列為未來航空航天與國航的六大頂尖技術之首元宇宙興起，在智慧城市、工業、醫療等領域實踐197020022011201420172022電力數字孿生IOT什么是數字孿生技術？7PHYSICALWORLDDIGITALTWINS

5、數字孿生技術能給電網帶來什么？雙碳目標下構建新型電力系統，數字孿生技術與電力行業深度融合，能夠提升電網智能運維管理水平，推動電力行業數字化轉型升級，降本增效，助力“雙碳”總目標實現。電力行業數字孿生提升電網智能化水平提升電網智能化水平助力雙碳總目標實現助力雙碳總目標實現 價值導向 市場引導 多能協同推動行業數字化轉型推動行業數字化轉型 新技術應用 能源轉型引領者 可觀測 可描述 可預測 可互動 規劃 建設 運行 運維 服務電力行業數字孿生的價值體系電力行業數字孿生的價值體系*來源：中電聯中國電力行業年度發展報告2023基于數字孿生技術的分布式電力運維指揮中心VR端Pad端手機端“虎視”四維全息

6、管控平臺電力版在建設形式上，結合電力用戶“1+X+N”運維管理模式，打造多級部署、多屏聯動、多端協同特性?；⒁曀木S全息管控平臺（PC端）VR立體中控室設計-頭盔、智能機械手沉浸式控制、線路立體化管控數字化中控室設計科技感、全功能、信息化、智能化“虎系”產品系列 “Hu”Product Line“圣系”產品系列 “Sheng”Product Line驅動無人機集群作業任務制定無人機智慧巡檢系統計劃編制臨時任務航線規劃優化組合任務管理自主下發巡檢作業缺陷管理數據分析數據管理以業務角度進行任務輸入根據業務需求自動選取設備根據業務匹配航線、派發任務機場可為無人機自動更換電池吊艙無人機與機場間彼此“解耦

7、”，支持大范圍聯動多專業常規任務智能排序跨專業多任務優化合并多機場緊急任務最優執行區域跨專業任務協同基于數字孿生技術，構建輸配變一體化無人機巡檢流程某無人機示范區累計執行任務2000余次巡檢效率提升60%輸電線路巡檢：集中監控+無人機立體巡檢+網格處置變電站巡檢：無人機+視頻監控+機器人配電站巡檢：無人機+站房機器人+FA基于輸變配一體化的無人機巡檢系統的實際部署和應用超低空天地一體運營服務商大型輸電線路設施的智能化巡檢在5G與電力北斗加持下，虎鯨無人機在世界第一高輸電線路鐵塔開展無人機自主巡檢，除鐵塔本體精細化巡檢外，無人機可沿線路弧垂等距飛行，開展檔中設備仿線飛行巡視 仿線飛行模式：通過特

8、大高塔既有點云航線自主規劃與無人機端側識別；飛行環境：江面背景與天空相對純凈，便于無人機端側識別；應用場景：解決多環境工況下，導線弧垂落差過大造成的無人機檔中設備巡視航線誤差；基于“5G+電力北斗+仿線飛行”的無人機智能巡檢世界第一高電力鐵塔輸電專業超低空天地一體運營服務商“指點飛行”航線自主規劃算法依托輸電線路點云普及度，針對應急與特殊巡檢開放“指點飛行”航線自主規劃策略，可在三模地圖下點擊任意點位生成無人機瞬時通道巡檢航線。疑似通道隱患排查：無人機常規自主航線過程中可切至“指點飛行”模式，在通過三維地圖選取隱患點區域及拍攝角度，無人機將動態實時產生航線，1:1完成預設定的巡視結果拍攝。在線

9、監測設備天地聯動：獲取通道可視化檢測出的隱患區域位置后，快速、實時生成無人機自主航線，并在隱患區域自由規劃“點、線、面”狀航線形式開展自主巡檢。輸電專業超低空天地一體運營服務商變電站內全自主無人機巡檢新模式由于變電站的特殊性，無人機當前在變電站內巡視應用相對還是較少，目前變電站站內巡檢無人機軸距500mm，且自動機場需增設RTK基站，在無人機信號干擾后，原地降落，同時在無人機任務起飛及放回降落時，無人機航線一定禁止使用傳統升高航點返回的形式。變電站三維模型建設（無人機掃描+地面掃描）變電站巡視設備位置坐標臺賬錄入進模型生成具備臺賬坐標列表的變電站三維模型巡視人員可通過選擇設備，基于安全規則自由

10、規劃航線基于模型、設備規劃航線生成各點位變電站巡檢航線保障變電航線航點可自由規劃，有效提升變電巡檢效率發放無人機機場執行任務輸出航線保證巡視工作人員以“業務為導向”制定任務變電專業超低空天地一體運營服務商探索行之有效的無人機智能配網巡檢模式傳統配網機巡航線多為人工示教類航線，同時由于配網改塔改線較頻繁，不能盲目大量建設點云，綜上，云圣針對配網航線建設有以下思考：內容1：機巡示范區大型自動機場參與配網點云周期化建設通過周期化掃描配網點云，持續建設示范區內配網線路內容2：人工示教類航線與無人機端側AI應用組合通過機載AI中塔頭、導線及絕緣子特征識別，持續矯正示教航線內容3：配網通道環境正射圖周期性

11、建設無人機可對配網通道進行周期性正射圖采集，完成通道環境更新配電專業數百臺全自主無人機系統的規?；渴鹑灾鳠o人機智能運維系統與傳統無人機巡檢相比的優勢19探索新型電力運維探索新型電力運維系統的發展系統的發展打造輸變配一體化無人機智能運維體系云圣智能云圣智能不止于巡檢不止于巡檢CONTENTS可依托未來智能電網特性，輻射各應用場景，進行二次服務，實現“立足電網、面向社會”體系運維搭建，打造超低空飛行全社會治理立足電網、面向社會虎鯨虎穴產品部署國家鄉村建設重點示范點位，協同國網公司助力國家鄉村振興建設無人機全自動機場可助力多場景綜合治理立足電網、面向社會用 四 維 能 力 提 高 生 產 生 活 效 率，解 民 生 之 多 艱！朱勝利網址：網址：地址：北京市海淀區中關村地址：北京市海淀區中關村SOHO 906SOHO 906 天津市濱海新區第十三大街天津市濱海新區第十三大街6666號號廣州市天河區東英科技園廣州市天河區東英科技園7 7號樓號樓11011101-5 5銷售溝通：銷售溝通：商務交流：商務交流：公眾號官方客服