无人机在电力系统中的应用

秦宇翔+李明明+王瑞琦+李志学

摘要随着无人机相关技术的快速发展，其在实际应用中有了巨大突破，这些发展为无人机在电力系统中的应用提供了前提条件。由于我国电力系统涉及区域较广、地形变化复杂，采取传统的人工管理模式具有较大难度和工作量，而无人机的引入可以极大地降低电力系统的相关基础建设的难度，实现对相关地形区域的测绘、电力线路巡检等。文章主要对无人机在电力系统中的应用进行分析，同时结合无人机技术的发展趋势对今后无人机在电力系统中应用的前景进行预测。

关键词无人机；电力系统；应用；线路巡检

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0106-01

伴随着我国经济社会的快速发展，对于电力系统的建设要求也在不断提升，因此我国的电力工程建设一直保持较大的力度。然而由于我国地域辽阔，而且地形变化较为复杂，因此在实际的电力工程施工过程中会遇到很大的阻碍，使得电力工程的实际工程量大大增加，在很大程度上减缓了我国电力工程的施工进度。随着近几年来无人机技术以及导航技术和无线通信技术的快速发展和不断成熟，国内外许多电力企业开始尝试采用无人机辅助进行电力系统建设。由于无人机在进行线路巡检以及地形勘测时不受地形的影响，因此其实现难度相对较低，成本也易于进行控制。在目前的无人机应用过程中，通常会在无人机上搭载相关的光学检测仪器，从而可以实现对电网工作状态的检测，以便及时发现潜在的安全隐患。

1无人机的选型原则

目前，应用于电力系统的无人机类型主要分为固定翼与直升机两种类型，同时应用于电力系统的无人机需要满足续航时间长、抗风能力强、能够搭载光学仪器等要求。与此同时，在实际的电力系统应用过程中，由于无人机需要对特定的缺陷区域进行定点巡检，因此无人机还需要具有良好的空中悬停能力。因此根据以上对无人机需求的分析发现，无人直升机相对于固定翼无人机具有更大的优势。而且无人直升机还能够实现自主起降，其实现过程通过内控系统实现，这也在很大程度上降低了无人机操作的难度和工作量，进一步提升了无人机在电力系统中实用性。根据具体的无人机工作环境和需求的不同，需要选择不同的无人直升机类型，综合无人直升机的性能可以发现，当无人机的续航能力增强时，其巡检的区域范围也会相应增加，与此同时当无人机处于超视距状态下飞行时需要配备相应的中继设备实现通信，这将给目前现有技术带来一定的难度。

2无人机在电力系统中的应用

无人机在电力系统的应用表现出高度灵活性，同时无人机具有成本低廉、实时性高以及反映及时等优点，在和传统的遥感技术的比较中，无人直升机在低空图像获取、电力线路规划以及地形区域图像获取方面具有更大的优势。具体而言，目前无人机在电力系统中的应用主要分为以下几个方面。

1）电力线路规划。在目前的电力线路规划过程中，通常情况下还是采用传统的人工测绘的方法。而无人机的应用可以实现对特定区域的详细测绘，同时根据电力线路架设要求获取相关的数据信息，有效的降低由于地形变化因素导致的电力线路架设问题。通过对无人机相关测绘数据的分析，并且结合电力工程的实际情况进行协调处理，实现对通道资源的高效、充分的利用，使得电力线路的规划更加趋于合理。根据重庆电力设计院的无人机电力线路辅助设计案例分析发现，其测绘过程花费时间仅为15天，实现了对张秀线的电力线路测绘工作。这一成功实施案例也标志着无人机技术在电力线路规划中的应用，进一步降低了电力工程的投入成本，实现了对电力输变电线路的优化。

2）地形区域测绘。无人机由于其不受地形区域的限制，同时还可以搭载先进的光学设备，因此通过无人机对地形区域进行测绘具有广泛的应用前景，为电力系统站址的部署及其优化提供高精度的数据资料，同时降低区域测绘工作的强度和工作量。在中南电力设计院的超低空无人机测绘实验中，成果的实现了通过无人机对作业区域的高精度测量。同时为了更好的保证无人机测量的精确度，该院首次提出了采用搞成面状拟合的方法对相关的测绘数据进行处理，以更好的满足电力工程测量中大比例尺的实际要求。

3）常规电力巡检。目前电力线路巡检已经引起了世界各国的重视。相比于欧美国家我国的电力线路巡检处于较落后的状态。我国的直升机电力巡检开始于上世界八十年代。根据对无人机电力巡检的图像进行分析，可以对相关检测目标的缺陷进行判断，以及时发现电力线路中存在的隐患。由于在电力线路的架设过程中，电力线路大都处于野外环境中，因此植物也会对电力线路产生较大的影响。

4）自然灾害应急处理。根据对我国近几年的自然灾害情况分析发现，洪水、冰冻以及泥石流等自然灾害对电力系统基础工程具有十分严重的影响，甚至会导致电力系统的崩溃，因此关于自然灾害的检测及其预防就显得十分关键。例如在我国南方出现的大范围冰冻灾害中，大量的基础电力设施被严重损坏，为了获取第一时间的灾情信息以及制定减灾措施，国家电网公司派出无人机进行勘察，并且拍摄了大量的现场照片。

5）电力线路架设。无人机还可以承担在特区地形条件下的电力线路架设工作。通过为无人机配置引线装置，无人机可以成功为高空线路的架设提供引线。以辽宁电力公司的无人机引线实验为例，通过无人机可以实现单次1500米引线过塔，并且实现连续穿越三条河流的引线任务，成功的将电力引线放置于铁塔上。

根据对目前无人机在电力系统中应用的相关实践活动进行分析，结合无人机的技术特点，其今后的应用中还需要克服以下几个方面的不足：首先，需要进一步提升无人机搭载相机的稳定性及其精确度，并且实现镜头的自动校准和矫正功能；其次，为了充分发挥无人机的相关功能，需要在无人机上搭载更加新型的红外探测装置，通过红外射线对相关区域进行探测；同时，无人机搭载的相机还需要实现自动变焦的功能，即在发现可疑目标时可以自动调节焦距获得更加清晰的图像。

3结束语

无人机在电力系统中的应用具有十分重要的意义，对于提升电力工程的基础设施建设和维护水平至关重要，同时随着电力线路维护需求的不断提升，还需要结合无人机的特点对其进行改进。

参考文献

[1]于德明，武艺，陈方东.直升机在特高压交流输电线路巡检中的应用[J].电网技术，2010（02）.

[2]汤明文，戴礼豪.无人机在电力线路巡视中的应用[J].中国电力，2013（3）.

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