风电光伏故障检测中无人智能巡检的实践应用

方皓玥

摘 要：从我国的供电情况来看，由于人口基数较大，各领域的可持续发展都需要足够的电力作为基础保障，因此我国面临的电力需求也极大。此外，由于各个地区的地形十分复杂，气候差异较大，各地区横跨经纬度，因此我国的供电系统发电来源也逐渐变得更加多元化。因此，借助水力、风力、光伏等自然资源而形成的发电系统，也成为了我国供电系统获得可持续发展的重要组成部分。但是由于供电系统的多样性、复杂性以及庞大性，因此在供电系统的长期应用当中，其对应的故障检测以及维修工作也存在较大难度。本文就我国风力发电与光伏发电系统故障检测存在的各种困难进行了详细分析，也在此基础上提出了无人机在该系统故障检测当中的实践应用策略，旨在为有关人士提供参考建议。

关键词：智能无人机;风力发电;光伏发电;故障检测

社会的不断发展也让我国的图像识别技术得到了快速进步，该技术的出现，也让无人机在巡检工作方面的应用变得更加广泛。因为风电场的叶片体型大、光伏电厂设备较多等众多特征，无人机智能巡检也获得了十分广阔的发展前景，不仅节省人力物力，还能有效降低检测成本，提升巡检效率与安全性的同时，也能通过更加精准的图像识别技术检测故障点，对故障功能进行及时修复，存在十分明显的应用优势。

1电力系统中故障检测的困境及无人机的应用优势

1.1电力系统故障检测中存在的困难

第一，工作量巨大，检修效率不够理想。在我国电力需求不断增大的背景下，我国的电力系统也在不断发展，不管是供电系统规模还是种类，都获得了质的飞跃。但是在供电系统大规模以及多种类发展的背景下，其对应的检修工作也变得更为复杂，如果仅依靠传统人工检测，无法满足实际需求，也会让各项检修工作存在滞后，甚至还会对供电系统的正常运行带来负面作用。

第二，检修难度大。检修难度大的主要体现在风力发电系统在实际运行时，设备要求较高，人工检修存在较大难度，需要借助其他设备开展检修工作。除此之外，由于供电系统的组成成分十分复杂，如果仅依靠单一的人工检修方法无法满足实际需求，加之人工发现精度与温度差距的能力也十分有限，部分电力系统的基站位置十分偏远，且配备的检修人员数量有限。这些实际存在的问题，都会让整个检修难度增大。

第三，受到天气等因素限制，电力系统的故障检修也呈现实时化、动态化的特征，如果依靠傳统人工检修，当遇到雷雨天恶劣天气时，不得不停止户外检修工作。因此，整个检修工作也会面临较大危险。

1.2无人机在电力系统故障检测中的应用优势

无人机在电力系统故障检测方面的实践应用，可以从以下几点进行详细分析：

第一，效率高。当下无人机能够实现测绘、拍照、摄像以及检测数值等众多功能，能够在同一时间对各项数据进行有效阐述与测量，这是人工检测方式无法实现的，效率极高。

第二，精度高。无人机的应用能够实现近距离故障检测，也能检测原有的故障盲区与死角，可以通过无人机的红外成像于紫外成像等功能，对部分较为隐蔽的故障进行实施检测，提升故障检测准确性。

第三，传统的人工故障检测容易受到环境与检修条件等因素限制，因此无人机的出现也能真正实现高山、平原以及琥珀等复杂地貌的巡检工作，还能在黑夜以及雨天巡检，不会受到天气状况以及地理环境等较多因素影响，因此应用性十分广泛。

第四，在电力系统巡检过程中，引入无人机能够代替传统人工检测所需开展的走线、攀高以及灯塔等作业形式，不仅提升检测效率，还能降低检测危险性。也正是因为无人机的应用，使我国的电力系统从原有的密集劳动型逐渐转向了技术密集型，降低检测成本的同时，也促进我国电力系统的智能化、精细化发展。

2无人机智能巡检的应用分析

2.1风电巡检

2.1.1风电叶片常出现的故障现象

风电机组叶片在实际运行时，容易受到沙粒与强风等因素影响，如果长期暴露在空中，潮湿空气也会对这部分叶片的表面进行腐蚀，导致表面受到不同程度损耗。如果不及时发现这些情况并处理，会让叶片的性能受到影响，严重时甚至会让叶片出现断裂现象，对整个机组的正常运转也会存在负面影响。首先，如果叶片长期处于潮湿空气，其表面的涂层会发生脱落，如果大面积掉落，也会对其使用年限带来负面作用，导致维护成本增加。其次，由于风机振动所产生的裂纹容易暴露在空气当中，如果这些裂纹沾染物质，也会让叶片出现侵蚀，不容易被发现。长此以往也会给后续的修复工作带来较大难度，增加维护成本的同时，也不利于安全性。再次，因雷电发生的叶片损伤现象，如果在雨水较多的区域容易遭受雷击，雷击情况过重时，会让叶片直接废掉，无法正常运转。最后，由于叶片腐蚀而发生的排水孔堵塞现象，在长期积水以后，叶片也会出现腐蚀。

2.1.2无人机识别风电故障

通过无人机对风电故障进行识别，首先就要利用人工巡检的方式，确定叶片的基本故障样本，然后录入相关的故障信息，借助无人机对目标风机进行巡检。然后在人工手动控制的基础上，通过飞行方式采集叶片的红外图像，这样就能清楚地找到故障信息。在发现故障源之后，也可以通过人工调整的方式近距离拍摄，但是在拍摄时一定要注意避免强光。与人工排查方式相比，无人机巡检方式能够更加精准高效地定位故障点。

2.2光伏巡检

在经过长时间的使用之后，光伏设备表面也会出现不同程度的损坏、裂纹以及焊带故障等现象，还会发生枯枝落叶、灰尘积蓄现象，导致设备内的电流电压发生变化。如果电池的局部出现升温时，由于设备本身的功能限制，也容易产生热斑，如果热斑温度较高，也会让整个电池的正常性能受到影响，无法正常运行。因此光伏巡检有着十分重要的作用，通过无人机智能巡检技术对其进行多方拍摄，能够更加精准地识别光伏电板，也可以更加准确地找到光斑位置。如此一来，维修人员能够快速采取精准行动队，及时找到光斑位置并进行消除，提升电池使用寿命的同时，也能控制维修成本。但值得注意的是，在拍照时，一定要让目标不能曝光在太阳光下，这样会让拍摄出的图像不够清晰，出现对比困难，无法准确识别热斑位置，对设备的正常运行也会存在负面作用。除此之外，还要选择有着更高热敏度的红外成像设备，使目标样本能够与拍摄的镜头保持一致，在精准对焦的基础上，使拍摄到的图片更加清晰。除此之外，在对温度进行设置之前，也要通过自动模式调节温度，然后用手动模式对最后的温度进行微调，使温感能够始终保持在合理范围之内。最后，由于无人机本身的体型较小，但也需搭载较多设备，因此其自身的重量会有所增加，能量消耗也会变得更为明显。与原有的续航能力相比，也会有所降低，因此要想保证整个巡检工作顺利实施，除了要保证无人机的续航能力之外，还要让无人机能够获得更多能量，保证整个拍摄过程更加完整。

3结束语

综上所述，在风电光伏巡检工作中引入无人机技术也获得了广泛应用，能有效保证巡检工作的安全性，使巡检工作变得更加高效可靠。除此之外，无人机的引入还能有效定位故障位置，降低设备维修难度的同时，也能有效节省维修成本。但是在部分不够明显的故障识别方面，还需强化无人机巡检技术。例如对于部分痕迹较浅的划痕，还需在该技术上面进行不断强化研究。因此，有关技术人员一定要开展更加深入且高效的探究，促进我国电力事业的健康可持续发展。

参考文献

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