大型无人直升机电力线路巡检系统实用化

大型无人机(unmannedhelicopter,UAV)巡检系统在电网运行检测、灾害应急勘测领域具有良好的应用前景,但现有巡检系统在实用化方面存在一些问题和局限性,需要进一步深化研究。论文系统提出了大型无人直升机电力巡检技术研究、装备研制和示范应用方面的实用化目标和策略,开展了国产Z-5型无人直升机飞行平台、无人直升机测控通信系统和任务载荷系统实用化的研究,采用卫星中继通信技术解决无人直升机长距离巡检通信问题,研制了一体化、全自动电力巡检光电吊舱。研制的新一代大型无人直升机巡检系统在南方地区沿海、山区、冰区、平原、雨雾、高海拔乃至夜间等多种典型复杂环境下进行了示范应用,累计已巡检110~500 kV线路30余条,46架次,巡线里程超过1340 km,单架次巡检线路长度超过60 km、飞行时间达3 h,巡检系统环境适应性、巡检效率和可靠性显著提高,基本达到实用化水平。

架空输电线路机载激光雷达点云电力线三维重建

电力线三维重建是机载激光雷达(LiDAR)电力巡线的一项重要任务之一。本文提出了一种基于架空输电线走廊机载LiDAR点云的电力线三维重建方法。首先,基于电塔LiDAR点和初始线路轨迹数据提取精确的电塔位置、电塔数量、线路轨迹、总档数等信息;然后,将线路分档,并确定每一档的二维空间范围和相应的电力线LiDAR点云;接着,分别对每一档的电力线LiDAR点云进行中心化投影,并利用k-means聚类将每一个电力线LiDAR点划分到相应的根;最后,利用直线和抛物线相结合的模型进行单档单根电力导线三维重建。两景试验表明,本文方法可以实现自动、高精度、正确的重建长距离架空输电线走廊电力线三维模型,重建过程中具有对电力线数目、空间配置结构、类型、粗差点、档距长度、点云不规则断裂等因素不敏感的优势。

输电通道人机协同巡检方式的探索

通过对嘉兴—湖州重要输电通道的研究,提出了人机协同的巡检方式,并根据人工、载人直升机和小型旋翼无人机的巡检特点对巡检内容、界面进行了划分,结合现实场景对小型旋翼无人机的飞行参数、方式进行了研究。实践证明,该巡检方式非常适合嘉兴—湖州重要输电通道,并降低了人工与载人直升机巡检的工作量及时间,提高了线路巡检质量和效率。该人机协同巡检方式为其他地区类似线路的巡检和今后无人机在输电线路巡检中的应用提供了借鉴与指导。

自旋翼飞机电力巡线技术研究与应用

介绍了自旋翼轻型飞机的特点与其在高压输电线路巡线中应用的可行性、先进性、经济性,探讨了以自旋翼飞机构建空中平台,配套红外、紫外、常规视频监测技术与北斗导航定位技术进行电力线路、设施巡查的方案。该技术在输电线路巡查中的应用和推广,将极大地提高常规巡查和异常应急处理的效率,大规模节约空中巡线成本和降低劳动强度,为输电线路巡查进入"大数据"时代奠定基础,为电力系统实现"大运行"开辟新径。

直升机巡检华北电网超高压输电线路

介绍华北500kV电网22条输电线路开展直升机巡线作业的方法、特点、意义及其成效。论述采用直升机航巡作业的流程管理及作业方式,利用机载陀螺稳定红外成像测试设备与直升机在线路附近的悬停飞行结合寻找线路上局部发热类型的缺陷;利用机载可见光数码技术发现线路上可视缺陷;利用GPS技术及语音录制系统对各杆塔的缺陷位置进行记录。在1年多的直升机航巡作业实践中,经历华北地区沙尘暴、雨、雪、雾等各种复杂气象条件下对山区、丘陵、湖泊、平地等线路的航巡作业情况,并发现了线路上大小缺陷及可疑点,对华北电网安全稳定运行起到有力的技术支持作用。

改进PSO算法及其无人机电力巡线规划应用

针对电力巡线任务的具体需求,提出一种改进型自适应粒子群算法。该算法通过引入自适应调节算法中的惯性权重,以平衡不同阶段全局搜索和局部搜索能力;加入具有自调整能力的自学习因子和社会学习因子,着重加强算法在运行后期的收敛速度和寻优能力;并针对偶发的大量粒子聚集于某个局部最优值的现象,适时引入驱散操作,对粒子聚集区域加以疏散,使其被分配到更大的空间范围内,以加强算法跳出局部极小的能力。最后,通过典型智能算法测试函数的测试,检验了改进算法在平均最优值、运行时间和成功次数等方面的优势;通过仿真分析,验证了该算法在电力巡线应用的有效性。

基于机载激光雷达的高精度电力巡线测量

在论述激光雷达技术原理的基础上,针对激光雷达点云数据高密度高精度测量的特点,根据电力巡线的测量技术需求,利用直升机作为空中搭载平台,同时结合GIS与三维仿真技术,设计了一条适应于宁波市宁海地区的500kV超高压送电线路安全巡线的合理方案,并进行了工程实践应用,获取了电力走廊DEM和DOM,快速搭建三维电力巡线与资产管理平台,取得了理想的效果。

采摘机器人定位导航系统设计—基于机载三维激光成像电力巡线

采摘机器人作为一种典型的农业机器人,一直未得到普及,其主要受限于果实空间分布的不规律性,以及存在视觉定位及采摘方式等技术难题。为此,将机载三维激光成像电力巡线技术引入到采摘机器人的定位导航系统的设计过程中,通过果实的圆形检测和三维重构来确定果实的质心坐标,以提高采摘机器人导航视觉的精度和效率。为了验证方案的可行性,对果实图像采集和处理的准确性进行了测试,结果表明:视觉导航系统可以成功得到标准的圆形图像,通过三维重构后,质心坐标的计算结果和测量结果基本吻合,且对果实的成功识别率较高,从而验证了方案的可靠性。

架空输电线路巡检无人机航拍图像硬件加密方法

针对架空输电线路巡检无人机被攻击诱骗劫持易造成航拍图像数据丢失等问题,提出基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的航拍图像在线级加密方法。该方法在无人机端采用FPGA加密模块对航拍图像进行实时在线加密,在地面站或遥控终端侧利用嵌入式安全芯片(Embedded Secure Access Module,ESAM)对回传的航拍图像进行实时在线解密,实现在无人机飞航过程中航拍图像实时在线加/解密,保障专业级架空输电线路无人机线路巡检数据安全。

输电线路巡检图像智能诊断系统

随着电网系统对安全性的要求不断提高,机器人等自动化设备越来越多地应用到电力巡检中,人工手段对设备采集的图像进行缺陷检测存在效率低、检测结果不稳定的缺点。为此提出并开发了一种输电线路巡检图像智能诊断系统。在系统中构建了分层软件结构,基于Visual Studio 2010开发环境,开发了图像导入、数据库访问、文本输出等功能模块,使用了多种检测算法,且利用ADO技术以实现对数据库的访问和修改。软件测试的结果表明该系统具有工作效率高、错误率低、界面友好等优点,适用于输电线路巡检图像的检测工作。

一种输电线路直升机巡检飞行决策保障及航线自动制定系统的设计

分析了传统输电线路直升机巡检计划和航线制定模式存在的不足。提出设计一种全新的输电线路直升机巡检飞行决策保障及航线自动制定系统,首先分析了系统设计思路,对系统进行了总体设计,具体针对整体架构和物理架构进行详细设计。其次,根据直升机巡检业务特点,重点基于二维电网GIS平台给出了系统数据分析服务、航线图自动制定、飞行智能应用三个主要功能模块的实现方法。最后通过系统综合应用达到大幅优化直升机巡线效能的目标。

基于GIS和无线网络的配电线路数据采集和巡检系统应用研究

为了满足配电线路巡检管理工作的直观性和实时性的要求,将地理信息系统技术、手持式信息处理终端和无线网络技术应用于配电网巡检管理,给出了一个配电线路巡检管理系统功能结构图,提出了用于快速生成配电线路网络的流程和基于巡检手持机的巡检工作流程,并给出具体实现。实际应用表明,基于地理信息系统和巡检手持机的巡检系统能够满足电网巡检工作的要求,提高了线路巡检的管理水平。

激光雷达在电力巡线应用中的计算方法

针对激光雷达在电力巡线中的深度应用,通过数学建模,对基于三维激光点云的输电杆塔倾斜、电力线弧垂、多电力线交叉跨越、电力线周围净空排查等巡线作业重点关注的参数建立计算方法,克服了激光雷达常规内业数据处理中过份依赖专用商业软件的问题。用实际激光点云数据进测试,效果良好,进一步提升了激光雷达在电力巡线中的优势和效能。

电力移动GIS的应用与展望

移动GIS作为一种便捷的数据采集和现场作业工具,可显著提高电网生产和管理的工作效率。以国网福建省电力有限公司移动GIS的研究和应用为背景,简要介绍了移动GIS的应用需求、建设模式、技术架构、应用案例,并对移动GIS未来应用情况进行了展望。

PDA移动服务在电力巡线中的应用与研究

介绍PDA移动服务在电力巡线中的必要性,提出基于PDA的电力巡线数据采集系统的设计与实现方案,最后总结了系统特点。

基于无人机巡线数据的电力走廊可视化研究

随着三维空间数据采集手段和数据处理方法不断提高,为电力巡线数据采集和分析带来了极大便利。介绍了机载三维激光雷达技术的系统组成及工作原理,以四川简阳某地高压线无人机巡检项目为例,通过作业流程与数据处理,分析了机载雷达在电力巡线中的综合应用。机载LIDAR系统的三维激光点云数据较为密集,每平方米均可达到百个以上,数据采集精度可达0.1 m。

电力巡检标准化作业智能管理系统

提出了一种电力巡检标准化作业智能管理系统。基于先进的信息钮技术和客户机/服务器数据库结构模型,应用基于知识的线路巡检计划层次推理方法,解释巡检历史数据,自动生成巡检计划。该系统克服了传统人工巡检数据易出错、不便保存及巡检工作量大等缺点,提高了电力系统管理效率。

基于配电线路巡线工作的网格划分及编码方法

对于电力系统输配电网络的巡线工作,是维护系统稳定、增强用电可靠性不可或缺的重要环节。通过巡线可以排除绝大多数可能对电缆造成不利影响的外界因素及系统内部隐患。然而目前对于巡线方面的研究大都集中于新增巡线设备或巡线技术方面,少有基于巡线图本身的巡线改进方案研究。提出了一种新的基于巡线图内涵信息的共享基底网格划分方式,并能通过GPS实现对于每一块网格的独立确定编码。使用这一网格划分方式及三维定位编码能够精细化巡线员管理单位,提升定位精度及管理效果,缩短故障或隐患的发现和排除之间的时间间隔,从而提高巡线效率及系统安全性。

输电线路巡检管理系统软件的设计

提高输电线路巡检工作的规范性是保证电力系统安全运行的重要手段之一.针对传统输电线路巡检管理手段的不足,本文在Visual Basic 6.0操作环境中编写了输电线路巡检管理软件,详细介绍了数据库及其通讯软件的构成,从而提高了输电线路的维护能力和管理层次.

架空输电线路自主巡检机器人规划设计

针对架空输电线路巡检中,杆塔、导(地)线上存在诸多障碍物(防震锤、压接管、耐张线夹、悬垂线夹等)及其相对位置和形态不固定的特点,设计了1种能够自主行进、跨越障碍物的巡检机器人。通过本体控制系统规划、传感器识别系统和补给电源设计等关键技术的应用,使巡检机器人上线自主行进过程试验取得初步成功。结果表明:自主行进过程中机器人与地面基站之间数据通信流畅,传感器探测回传图像清晰,从而验证了巡检机器人机构部件及控制系统的有效性。