廣東電網輸變配聯合巡檢技術研究及應用.pdf

《廣東電網輸變配聯合巡檢技術研究及應用.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《廣東電網輸變配聯合巡檢技術研究及應用.pdf（34頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、廣東電網有限責任公司機巡管理中心2023年11月廣東電網輸變配聯合巡檢技術研究及應用EPTC2知識產權聲明本文件的知識產權屬南方電網公司所有。對本文件的使用及處置應嚴格遵循南方電網公司有關規定或獲取本文件的合同及約定的條件和要求。未經南方電網公司事先書面同意，不得對外披露、復制。Intellectual Property Rights Statement This document is the property of and contains proprietary information owned by CSG and/or its related proprietor.You agre

2、e to treat this document in strict accordance with the terms and conditions of the agreement under which it was provided to you.No disclosure or copy of this document is permitted without the prior written permission of CSG.EPTC3一工作背景CONTENTS三聯合巡檢試點二機巡全覆蓋四下一步計劃EPTC一、工作背景電網設備規模的逐年攀升對運維工作提出了更高的挑戰，目前仍面

3、臨著人員規模零增長、結構化缺員問題突出；運行環境復雜，自然災害多；作業風險高、勞動強度大等困難，亟需通過智能運維新技術進一步提高運維質量、效率和效益。環境復雜作業風險高運維工作量大010000200003000040000201920202021222828244075020482901010002000300040005000201920202021人均運維量逐年遞增設備運維要求逐年遞高近十年，設備人均運維規模年均增長14%運維質量要求不斷提高。人員規模零增長，年齡結構老年化。設備點多面廣，臺風、山火、雷暴災害多，高溫、高濕、高鹽霧等運行環境惡劣復雜人員責任心、技術技能差異大勞動強度大，安全

4、風險高勞動強度大高風險作業多面臨挑戰 EPTC5從國家到南方電網公司都提出要著力推進智能技術的轉化應用，要加快數字化轉型的步伐，研究和推廣機器替代實現生產運維工作智能化、數字化。南方電網公司建設新型電力系統行動方案數字化轉型和數字南網建設行動方案云大物移智技術，“智能裝備、智慧運行”提升新型電力系統邊緣感知能力，加快數字電網建設加快實施中國制造2025，著力推進機器人應用示范、積極培育龍頭企業推動企業加強科技成果轉化應用中國機器人產業發展規劃促進科技成果轉移轉化行動方案國家創造良好契機建設數字南方電網推動智能技術與生產運維工作深度融合，加快建設實現“安全、可靠、綠色、高效、智能”的數字電網生產

5、領域智能轉型南方電網公司數字生產“十四五”行動計劃（2022版）、廣東電網公司數字化轉型提升工作方案（2022版）生產運維實際需求驅動 勞動強度大 技能要求高 問題發現難 輸變配一、工作背景政策下達 EPTC一、工作背景發展里程 建成省級設備遠程監測診斷平臺2011公司成立機巡作業中心獨立運作2015電科院建成狀態監測評價中心2017輸電專業開始推廣無人機自動巡檢作業2020建成國內規模最大遙感衛星接收站2019配網機巡自動巡檢全覆蓋2021開始研發無人機自動巡檢技術2018自主研發南網首臺變電站巡檢機器人并投入應用變電無人機全覆蓋2022率先引入遙感衛星技術開展山火監測預警2014實現500

6、kV和關鍵重要變電站巡檢機器人全覆蓋線路施工黑點全覆蓋廣東電網2011年國內最早啟動體系化的智能運維技術研究和推廣應用，堅持十余年的探索，奠定了扎實的技術和應用基礎。EPTC7一工作背景CONTENTS三聯合巡檢試點二機巡全覆蓋四下一步計劃EPTC二、機巡工作現狀 2013-2015年 2016-2018年 2018年至今“人巡為主、機巡為輔”“機巡為主、人巡為輔”“無人機為主、直升機為輔、人巡補充”機巡建設歷程 廣東電網機巡建設主要分為三個階段，第一階段（2013-2015年）為技術探索階段，設備巡視仍以人巡為主，嘗試引入無人機、直升機、機器人等智能裝備輔助提升巡視的質量和效率；第二階段（2

7、016-2018年）為發展積累階段，建立“機巡為主、人巡為輔”的人機協同運維策略和機巡管理平臺，利用資源集中、人才集中、管理集中的優勢，開展直升機、固定翼無人機大規模、跨區域、集約化機巡作業，統一開展機巡數據分析挖掘，年均機巡作業達到15萬公里，規模全國領先，大幅提升了巡視效率和缺陷發現能力，并完成全省輸電線路激光點云建模和PB級數據積累；第三階段（2018年至今）為能力全面提升階段，通過前兩階段的沉淀積累，逐步探索和實現了多旋翼無人機自動巡檢技術，按照“試點先行、分步實施、以點帶面、全面推廣”原則，積極推進輸變配設備無人機自動巡檢全覆蓋。EPTC二、機巡工作現狀網省級平臺拓撲關系支撐機巡作業

8、全流程閉環管理機巡智航機巡通APP機巡智測機巡智圖機巡建模機巡工具智能運維平臺按照云管邊端和網省兩級的架構進行部署，統一機巡平臺作為網級生產運行支持系統的功能模塊，支撐全網輸電線路多旋翼無人機自主巡檢作業管控，省級部署統一機巡工具支撐現場作業，包括機巡智航、機巡通、機巡智測、機巡智圖、機巡建模和機巡云盤6類工具。EPTC二、機巡工作現狀運行支撐平臺研發建設信息平臺支持機巡全流程作業環節機巡智航是無人機自動駕駛航線規劃工具，用于繪制無人機飛行路徑、拍攝位置和拍攝角度等。機巡通利用機巡智航規劃的航線，實現多旋翼無人機自動駕駛控制，支持電力巡檢、數據采集、航拍測繪三大類場景共13種飛行模式。目前，已

9、發布支持大疆精靈系列、御系列、m300、m30、道通、小藍鳥等多種主流機型的版本，全面支撐無人機年均約40萬公里電網巡檢的自動駕駛。EPTC二、機巡工作現狀運行支撐平臺研發建設信息平臺支持機巡全流程作業環節機巡云盤作為機巡數據管理的核心，實現機巡數據的上傳管理和自動分類，包括巡檢數據、桿塔坐標、三維點云模型等。機巡建模利用機巡采集得到的傾斜影像照片，根據算法計算不同角度拍攝圖片中相同像素點的空間三維坐標生成空間三維信息的點云。EPTC二、機巡工作現狀運行支撐平臺研發建設信息平臺支持機巡全流程作業環節機巡智圖應用人工智能識別算法自動識別缺陷和隱患、自動生成巡檢報告。機巡智測可快速自動計算導線與植

10、被之間的距離，自動生成樹障隱患分析報告，并可進行點云分類、導線安全距離測量、載流量校核、大風及覆冰工況模擬分析等各種工況分析。EPTC二、機巡工作現狀運行支撐平臺（省級）研發建設信息平臺支持機巡全流程作業環節機巡智航機巡通機巡“云盤”機巡智圖機巡智測機巡建?，F場作業數據存儲數據分析閉環管控清遠（自建GPU群）肇慶（省人工智能平臺）電網管理平臺（MIS）智瞰、雷電、配網GIS、防災等2022年發布云邊協同版本數據分析發現缺陷隱患自動導入電網管理平臺，經供電局確認后進行消缺閉環，實現系統平臺一套數據整套無人機自動巡檢技術體系覆蓋了從規劃設計、現場作業、數據存儲、數據分析到缺陷閉環管控的全機巡業務環

11、節，并構建了強大的算力存儲支撐體系，讓機巡作業擁有強大的數字化支撐。EPTC二、機巡工作現狀2022年輸電作業軌跡圖復合絕緣子端部密封AI排查2018年國內率先在輸電領域建立了“高精度建模+航線規劃+精準定位控制”的多旋翼無人機自動駕駛技術體系，2019年完成建模及航線規劃輸電線路6萬余公里，實現數字化三維模型及自動駕駛航線全覆蓋，2021年開始實施“自動巡檢+圖像識別”技術路線，形成銷釘、地線銹蝕、鳥巢、紅外測溫、通道隱患等AI算法，輸電運維效率和質量顯著提升。輸電專業 EPTC二、機巡工作現狀在借鑒輸電自動巡檢的技術基礎上，2020年開始推廣配電線路多旋翼無人機自動駕駛技術，2021年完成

12、建模及航線規劃配電線路20萬余公里，實現數字化三維模型及自動駕駛航線全覆蓋，形成開口銷、藤蔓、扎線、絕緣子自爆、斷散股等多項AI算法，配網平均跳閘率下降30%-40%，供電可靠性顯著提升。配電專業 配網針式絕緣子AI排查2022年配網飛行軌跡圖EPTC二、機巡工作現狀2021年提出了面向變電站復雜結構的“傾斜攝影為主+激光點云校核”三維建模技術路線，“母航線+子航線”高效巡檢航線規劃模式，創造性解決了變電站復雜電磁環境下無人機應用安全性問題，2022年率先實現全國首個省級電網、全部2017座戶外變電站機巡全覆蓋。部署變電機巢1692套，實現“操作遠程化、巡視無人化”，巡視質量明顯提升。推進生產

13、組織模式變革，將日常巡視業務從變電所調整至地市局生產指揮中心，專業化、集約化開展機巡工作。變電專業 變電機巢部署圖EPTC二、機巡工作現狀機巡取得成效 基于輸變配無人機智能巡檢的全面應用，結合自主可控高精度北斗定位及衛星、在線監測網絡的建設，廣東電網建成了全國首個、規模最大的主配網智能巡檢全覆蓋的省級電網，覆蓋18萬平方公里（2017座變電站、23萬公里線路），年均線路機巡超70萬公里，變電機巡超20萬架次，發現缺陷12萬項，缺陷發現率較人工巡視提升11倍，并作為典型模式推廣至其他省網。提供廣東全境電網設備終端厘米級定位服務 無人機安全高效導航服務 高空段提供氣象衛星監測預警服務 低空段提供無

14、人機巡檢服務 地面段提供機器人、視頻、在線監測服務。輸變配設備點云建模 自動巡檢航線規劃 衛星定位信息網全景感知協同巡檢網電網點云模型數字路網接入衛星衛星接收站廣東全境服務天-衛星氣象監測空-無人機、機庫地-機器人、視頻、在線監測變電站建模、航線規劃線路建模、航線規劃EPTC二、機巡工作現狀機巡取得成效 無人機自動巡檢得到國內外行業、媒體高度認可，建立了“通用基礎技術”“巡檢裝備應用要求”“自主作業和跨專業協同方法”“數據分析與應用”4個板塊、33個主要技術方向的電網設備智能巡檢技術標準體系。獲得國家能源局批準成立了能源行業電網設備智能巡檢標委會（國能綜函科技2020154號）。2021年-2

15、022獲批電網設備智能巡檢術語等12份能源行業標準立項。電網設備智能巡檢標委會成立儀式國家能源局批文電網設備智能巡檢技術標準體系電網設備智能巡檢標準體系通用基礎技術巡檢裝備應用要求自主作業和跨專業協同方法數據分析與應用2類8個方向2類8個方向5個主要方向3類12個方向項目組在GNSS應用領域著名期刊ATMOSPHERICMEASUREMENTTECHNIQUES發表論文1篇，得到美國加州大學伯克利分校Pedro教授、澳大利亞科廷大學Awange教授及中科院大學王闞教授等眾多國內外學者正面引用。Atmos.Meas.Tech國內外行業廣泛認可EPTC19一工作背景CONTENTS三聯合巡檢試點二

16、機巡全覆蓋四下一步計劃EPTC20在輸變配電專業無人機自動巡檢技術得到大規模推廣應用的基礎之上，廣東電網進一步探索建設輸變配聯合巡檢網絡，支持輸電、變電、配電各專業遠程開展日常巡視、故障巡視、特巡特維、應急勘災，實現輸變配業務場景全覆蓋，通過大規模無人機遠程“無人化巡檢”來代替“現場巡檢”。實現輸變配電聯合巡檢，關鍵是機巢網絡的建設，第一步是標準先行，建立了清晰明確的機巢網絡建設配套規劃和設備采購、物聯接入、運行維護等規范。三、試點應用輸變配聯合巡檢 各個地市局機巢布點規劃具體方案 機巢采購技術條件書及建設流程 機巢物聯網接入技術規范 機巢日常運行維護導則EPTC21三、試點應用“輸變配聯合巡

17、檢”主要工作分布韶關供電局：網格化關鍵技術研究測試清遠供電局：移動機巢司機模式示范應用佛山供電局：系統功能開發、計劃閉環測試廣東電網生技部/機巡中心：總體平臺建設中山供電局：地市級聯合巡檢示范應用廣州供電局：南沙、從化縣區級聯合巡檢示范應用推進邊側機巢物聯接入打造云側機巢規模應用舉措7：推進機巢網關設備選型舉措8：統籌開展網關標準配置舉措9：保障機巢數據物聯接入舉措2：建立機巢自動駕駛航線庫舉措3：做好機巢數據閉環管控舉措1：建設機巢統一控制模塊解決管側機巢通信覆蓋應用層云管邊端舉措6：保障有線無線通信穩定舉措5：應用北斗高精度定位服務舉措4：打通機巢數據應用接口做好終端機巢統一規劃舉措11：

18、配合開展機巢性能測試舉措12：因地開展機巢標準安裝舉措10：統籌推進機巢布點規劃舉措13：規范推進機巢測試調試統籌硬件軟件標準運維舉措15：做好現場設備規范維保舉措14：保障云側應用正常運轉第二步是試點應用，制定了從云端平臺到現場終端和配套支撐的15項推廣應用舉措，由廣東電網生技部/機巡中心、廣州局、中山局、佛山局、清遠局、韶關局等單位分別主要開展平臺建設、示范應用、關鍵技術研究測試等任務。輸變配聯合巡檢 EPTC22網格化部署分專業排班復用輸變配航線任務融合固定布點機巢模式 以廣州、中山為代表，建設了南沙、從化兩個縣區級和中山地市級的輸變配一體化巡檢示范區，在變電站、供電所、村委會等場所部署

19、無人化充電和換電機庫，以5km巡檢半徑分別覆蓋片區內輸變配設備，探索“統一規劃，資源共享”的輸變配一體化巡檢模式。輸變配聯合巡檢 三、試點應用EPTC23建設過程以中山為例，依據電網規模、巡視策略、無人機巡視效率、地理環境等條件，通過網格劃分、工作量測算、機庫數量計算，合理規劃部署機巢的布點選址建設實現中山市輸變配設備全域覆蓋。三、試點應用固定布點機巢模式-機巢布點規劃輸變配聯合巡檢 基于屬地原則劃分巡檢主網格基于業務與設備密度匹配原則劃分巡檢從網格類型3.5公里（精細化）5公里（通道）6公里（高性能通道）變電100%100%100%輸電85%95%100%配電60%92%100%覆蓋率測算，

20、當無人機以機庫為圓心，無人機性能作為半徑計算面積，然后去重。步驟一：主網格步驟二：從網格步驟三：覆蓋率計算EPTC24明確機庫的位置后，確定機庫的配置數量和類型，原則如下：滿足網格內輸變配日常巡視需求；滿足網格內關鍵重要設備高頻巡檢、隱患巡檢等需求；適度考慮裕度配置原則?？捎锰鞖獬潆姍C庫執行工時設備特巡日常巡視工時ffBffAN99.088.004.12.1機庫可用系數為天氣系數為設備增長系數為特巡系數為工時充電機庫月度執行巡檢巡檢工時量日常運維所需要的月度所需機庫數（臺）可用天氣設備特巡充電機庫執行工時日常巡檢工時ffffBAN1.機庫工作量測算模型：2.單站點機庫數量計算模型：三、試點應用

21、固定布點機巢模式-機巢布點規劃輸變配聯合巡檢 3.裕裕度度配配置置（加加法法）由于關鍵重要、隱患、蛙跳等因素對部分區域或者的工作量有影響，依據測算方法需要進行相加，因此是加法系數。冗冗余余計計算算（減減法法）因大橋站和利和站為戶內站，工作量較小，且四周的變電站距離較近（2公里），因此可取消布點。EPTC25完成機巢網絡建設后，指揮中心通過機巢控制系統，實現航線下發、視頻監控、數據回傳等遠程控制，巡檢任務由機巢自動執行，系統實時獲取機巢、無人機、任務狀態和巡檢數據，分層級、分專業、分業務實現高效管理。三、試點應用固定布點機巢模式-機庫布點規劃輸變配聯合巡檢 EPTC26山區移動機巢模式 以清遠為

22、代表，輸配電設備分布較稀疏、山區環境復雜，各專業飛手人員緊張，由局生產監控指揮中心統一規劃、統一部署、集約化巡檢，采用“變電站簡易機庫+車載移動機庫”部署、“保安+司機”網格員換電的低成本方式實現全局輸變配網格化巡檢覆蓋，調動并發揮網格員的關鍵作用，讓后端的專業人員同時操作2架甚至更多的作業終端同步開展作業，將工作重心轉移到遠程控制和探索數據的深度挖掘以及高級應用，大幅度緩解結構性缺員問題，實現數字化轉型。網格化虛擬機巢點車載移動機庫生產指揮中心任務下達輸變配聯合巡檢 三、試點應用EPTC27山區移動機巢模式-技術路線p 結合清遠市的地理位置和電力設施分布、設備的續航能力，將清遠電網劃分巡檢網

23、格，通過環境航線驗證確定各網格起降點作為虛擬機巢，覆蓋清遠全域輸變配專業線路設備。p 統籌全局輸變配可用的（網格員）資源，結合網格的屬地特點，將網格員進行分組，分別負責固定片區網格的設備巡檢工作。通過對“網格巡檢員”（變電站保安、專職司機或第三方外聘人員等）進行培訓，由網格巡檢員實現對變電站簡易機巢或移動式機巢的飛機進行放置、更換電池及機巢開關機，運維人員后臺控制無人機自動執行巡檢任務，實現固定機巢在變電站以外未能覆蓋的輸配架空線路通過移動式機巢進行全覆蓋，解決運維人員的緊缺問題，巡檢效率為輸電、變電、配電運維效率分別提高約1.4倍、1.6倍、1.2倍。輸變配聯合巡檢 三、試點應用EPTC28

24、一工作背景CONTENTS三聯合巡檢試點二機巡全覆蓋四下一步計劃EPTC29根據目前的技術水平和發展趨勢，可將輸變配聯合巡檢分為以下幾個階段進行定義：初級階段：實現巡檢裝備對輸變配設備的物理覆蓋，機巢可實現覆蓋范圍內（5公里）的輸電、變電、配電設備的無人機自主巡視，但受限于技術水平仍需要通過增加裝備數量、劃分使用時間等形式分專業使用，成本較高，部分巡檢模式如精細化巡檢未能全覆蓋，仍使用原有的單一專業航線開展無人機自動巡檢方式，“一機一飛一專業”。當前的示范區建設形式大多仍處于此階段。中級階段：實現巡檢裝備、巡檢作業的輸變配專業共享融合，打通各專業系統平臺之間的壁壘，建立基于統一規范的網格化輸變

25、配聯合巡檢任務和航線庫，建立聯合巡檢運維策略，實現集中規劃任務和航線，實現分時分段、分層分區、分片分塊任務規劃、任務隊列流水線處理，“一機多飛多專業”。適合作為當前的重點技術攻關方向和近期大范圍推廣模式和目標。高級階段：實現輸變配專業巡檢的全面融合，網格化部署機巢、無人機、視頻等裝備，裝備、專業之間完全解綁，形成全面融合的巡檢網絡，能涵蓋各專業精細化、應急勘災等各類型巡檢需求，并通過集約化的生產指揮或者平臺智慧決策，遠程控制多視頻、多機巢、多無人機集群作業、協同巡檢，巡檢數據自動流轉閉環，達到現場巡視無人化目標，“多機多飛多專業”。需要新技術研究和新生產組織模式配合，未來發展方向。聯合巡檢定義

26、2.2EPTC30四、下一步計劃聯合巡檢巡檢技術攻堅機巢裝備技術持續迭代，尚處在快速發展階段，性能、可靠性、智能化水平都在持續提高，成本也在逐漸下探。通信、續航、導航仍是瓶頸，限制了機巢的覆蓋范圍和巡視效率。沒有4G圖傳和4G RTK地區只能覆蓋2-3km精細巡視，網格小則布點密度大、成本高、管理難。220kV變電站巡視一遍要3-5天，最遠處桿塔只巡1基，巡視效率低，電池損耗快。20-30分鐘的有效續航，談輸變配跨專業融合巡檢意義不大。通過航線優化、變焦拍攝等方式提升更明顯。2021年及以前分離式設計，總價近百萬。2022年一體化設計，總價二、三十萬。2023年輕量化設計體積更小，價格更低，易

27、于推廣未來？AI大模型智能調度檢修、安監EPTC31四、下一步計劃聯合巡檢巡檢技術攻堅通過人工智能技術優化航線、資源調配，實現輸變配聯合巡檢航線組合后機巢最大能效。系統平臺建設方面，構建基于場景自理解大語言模型的多機器人調度控制系統，對廣東省輸變配多場景進行全生命周期的數據輸入，研發面向多元異構終端在空間布局、任務安排與覆蓋合理性等約束下的終端布點優化，和環境-能源-安全-任務約束下的多機調度機制，自動安排巡檢任務?？臻g布局優化統計多維度信息攝像頭攝像頭EPTC32四、下一步計劃聯合巡檢巡檢技術攻堅拓展機巢四不兩直安全巡查試點、機巢傾斜攝影樹障測量等場景應用，進一步提升巡檢裝備能效。拓展無人化

28、檢修能力，基于無人機智能巡視技術和人工智能技術，開展無人機-機器人復合檢修平臺等技術攻堅，實現無人檢修裝備自動協同自動協同清障、導線修補、除冰等作業，替代高頻次、高危、高強度檢修作業。無人機-機器人檢修平臺群體智能檢修雷達、視覺仿線無人機對比EPTC33四、下一步計劃生產組織模式優化 配套體系建設方面，編制機巢建設布點接入方案，明確設備采購規模，制定常態化運維方案，探索市政、公安、應急、環保等全行業資源共享應用，拓展機巢網絡服務能力?；诳鐚I、現場無人化聯合巡檢的新智能運維模式，建立與生產業務發展相適應的生產組織模式，實現四級生產指揮中心規范化、常態化運作，加強人員的數字化素養提升，賦能員工數字化轉型，實現生產運維的集約化、扁平化管理，解開傳統生產組織模式對新型巡檢方式的束縛。從巡視業務中解放生產指揮中心10%25%設備檢修新增智能設備維護專業所10%30%運行專業可調配人力資源50%配套制度體系建立指揮中心職責界面EPTC謝 謝！THANK YOU！EPTC