无人机激光扫描作业杆塔位置提取算法

基于激光点云的输电线路杆塔自动定位是电网无人机、直升机智能巡检技术应用的基础,但目前从激光点云中定位杆塔主要依赖于人工处理,工作效率低。针对如何从激光点云中自动定位杆塔这一问题,根据输电杆塔在激光点云中具有高密度、大坡度、大高差特征,提出了一种基于二维格网多维特征分析的输电杆塔自动定位方法。首先对无人机获取的激光点云进行滤波去噪处理,再对激光点云进行规则化,在此基础上计算点云的特征图像;然后结合架空线路走廊区域分析,根据密度、高差和坡度特征迭代定位出输电杆塔,最终实现了从无人机激光点云中自动定位输电杆塔位置。采用广东电网公司大型无人直升机实际巡检获取的输电线路激光点云数据对自动定位算法进行了验证,实验结果表明提出的算法具有较高的自动化程度和处理效率,对提高无人机、直升机机巡作业智能化水平具有促进作用。     

基于无人机混编机场的架空线路自动巡检

无人机电力巡检应用快速发展,但在丘陵山地等人员不便到达或通视受限区域,无人机作业效能受到限制.为解决机巡作业在丘陵山地的适应性问题,研究目前典型多旋翼无人机的实时动态载波相位差分技术实现方法,针对地面自动机场难以保障完整线路自动巡检的实际困难,提出了驻塔机场和变电站地面机场编组实现架空线路精细化自动巡检的技术方法.该方法考虑了无人机航程航时、实时动态载波相位差分信号、最大遥控距离等技术现状,相比单纯地面自动机场能以相对少量的机场投入,扩大无人机自动巡检的实际适用范围.     

基于YOLOv3的电力杆塔检测算法研究

电力杆塔是支撑和架空输电线的塔架结构,杆塔检测和无人机智能巡检电网线路相结合已逐渐成为发展趋势。为提升电力设备巡检效率,提出了一种基于YOLOv3改进的目标检测模型,用于无人机巡检输电线路中对于杆塔的实时检测。通过水平镜像、旋转变换、图像错切和颜色变换等方法完成数据扩增,扩大杆塔训练样本。利用K-means聚类算法获取最适合的先验锚框,使其更符合杆塔的形状和比例。改进损失函数,采用GIoU计算边界框回归损失,提升了目标定位的准确性。实验结果表明,相对于其他算法,改进后的YOLOv3模型准确率较高,检测速度达到了每帧65 ms, mAP(多类别平均精度)达到90.8%,可以有效检测到航拍图像的电力杆塔,对无人机巡检输电线路有一定的工程应用价值。     

架空输电线路无人机巡检技术研究进展

随着架空输电线路的不断增加,线路运维环境日趋复杂,对架空输电线路的运维检修要求也越来越严格。论文简述了传统的人工巡检方式因存在诸多限制,导致巡检效率低下、无法有效保障电网的安全运营。指出无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)在架空输电线路巡检中得到大量应用,弥补了人工巡检方式的不足。结合国内外架空输电线路无人机巡检应用的背景,介绍了相关标准制定和试验检测技术研究,分析了自主巡检、作业安全管控、缺陷识别技术和巡检数据应用、辅助检修作业等关键技术应用现状,探讨了无人机作业人员培训,并提出了无人机巡检技术的发展趋势和研究方向,下一步将着重提高无人机全周期闭环应用能力,提升我国电网智能运检水平。     

无人机载多载荷输电线路巡检方法研究

为提高线路巡检效率、提高隐患目标识别准确度,针对目前无人机及有人机挂载激光雷达进行巡检的作业方式,本文提出激光雷达和可见光相机一体化应用的方法来提高巡检自动化程度、提高巡检精细度、作业效率及可靠性。首先,利用一次飞行同步采集巡检区域的激光点云数据和可见光影像数据,分别进行相应的预处理;然后,将点云数据和影像数据融合处理分析,实现输电线路隐患目标自动识别和精准定位。采用旋翼无人机实际巡检获取的输电线路激光点云数据和影像数据对该过程进行了验证,试验结果表明,基于无人机载多载荷的输电线路巡检具有较高的自动化程度和准确性,缺陷检测的水平距离误差为0.146 7 m,垂直距离误差为0.102 5 m,净空距离误差为0.1 57 5 m,精度优于当前输电线路巡检要求。     

高压输电线路多无人机自主协同巡线设计与测试

针对目前巡检高压输电线路的固定翼无人机不能精细化巡查,而多旋翼无人机运动速度慢且需要人工遥控操作导致安全风险较大的问题,提出多架多旋翼无人机自主协同精细化巡线方案。探讨了利用两架部署在导线两侧的无人机通过机间通信协同巡检高压输电杆塔和导线的方法,并采用机器学习技术和多智能体一致性控制算法设计无人机自主飞行控制器。根据设计结果开发一站四机系统验证巡线方案,实验部署两机为一组,两组并行作业。结果表明该系统按预期完成高压输电线路的巡检作业,未发生误报缺陷,相比单个遥控操作的多旋翼无人机巡检方案,多机协同方案无需人工干预飞行,总巡线速度超过单机最高时速,双机协同对单个杆塔的平均巡检时间小于遥控单机巡检时间的一半。     

无人机在电力巡检中的安全风险评估

正无人机巡检在电力行业中得到越来越广泛的使用。通过无人机,电力技术人员可以清楚判断重要部件是否受到损坏,保证输电线路的安全,除正常巡检和特殊巡检,还可将无人机应用在电网灾后故障巡检。当灾害导致道路受阻、人员无法巡检时,无人机可以发挥替代作用,开展输电线路巡查,准确定位杆塔、线路故障,且视角更广,能避免"盲点"。然而,无人机电力巡检的广泛运用必然也存在着作业过程中的风险隐患及突发事件的发生。     

无人机在电力线路巡视中的应用

随着无人机技术的飞速发展,无人机在远程遥控、续航时间、飞行品质上有了明显的突破,从而为其在电力作业中的应用提供了良好的发展前景。探讨了无人机在电力线路巡视中的选型原则、巡检模式,概括了电力线路巡检作业中无人直升机和固定翼机应用特点,同时对无人机飞行方式、通信链路系统中继模式、无人机巡检模式进行了深入探讨。对无人机巡检模式的讨论侧重各种不同巡检模式的应用特点及应用特性分析,为不同情况下无人机巡检中继方式的选择提供指导。     

小型无人机在电力线路巡检中的应用分析

正随着无人机技术的飞速发展,无人机在远程遥控、续航时间和飞行品质上有了明显的突破,从而为其在电力作业中的应用提供了良好的发展前景。分析了现有输电线路巡检模式存在的问题,介绍了小型无人机在电力线路巡检作业中的作业方式和应用特点,同时在效率和成本上对人工巡检和小型无人机巡检模式进行了分析对比。最后提出了后期无人机巡检需进行的关键技术研究,为小型无人机在电力巡检的进一步广泛应用提供指导。     

配网线路无人机自主巡检的路径规划

无人机技术、大数据分析技术、云端信息融合技术及运维管控技术等新型信息技术进行深入融合，能有效促进无人机在配网电力系统巡检过载中向智能化、自动化及网络化等方向发展，但这也给无人机的自主巡检技术带来了相应的挑战。为解决配网线路中杆塔结构复杂、导航线路混乱导致无人机巡检作业无法实现的问题，结合配网线路对无人机自主技术及其路径规划进行研究，提出了一种配网线路无人机智能巡检平台设计方案。接着，通过利用关键坐标点的路径规划算法，实现对配网线路无人机自主巡检的路径规划，并在无人机上搭载红外热像仪与高清摄像头，以此来提高无人机自主巡检的感知能力，从而保障无人机在自主巡检时的精确性。仿真结果证明，该路径规划算法的应用提高了无人机自主巡检精度，提升了配网线路自主巡检的效率。     

基于光纤复合架空地线通信的输电线路在线巡视系统

研发基于光纤复合架空地线（optical fiber composite overhead ground wire,OPGW）通信的输电线路在线巡视系统。该系统按照电力部门输电巡维类标准化作业指导书的要求,基于各个杆塔的可视监控、红外成像等功能和光纤通信的信息集成,实现可替代人工巡视的输电线路在线巡视。该系统由杆塔终端系统、后台监控主机系统以及光纤通信系统组成。为保证每杆塔终端采集的可见光视频图像、红外图像等海量监测数据的可靠实时传输,系统结合OPGW光单元的接续引下新技术并基于以太网无源光网络实现每杆塔终端与后台主机系统的光纤通信。该系统作为线路巡视的新手段,可满足电力生产部门对输电线路及其设备日常巡视和安全预警的要求。     

面向表计读数的变电站巡检机器人路径规划

将巡检机器人应用于变电站内的表计自动读数可以降低人力成本、提高工作效率,但由于仪表通常悬挂在高处,为了获 取准确的读数,机器人观测时的位姿受到苛刻的约束。 此外,机器人读数时云台调整时间消耗大大降低了巡检效率。 针对此问 题,本文通过分析观测窗约束、路网约束,以及云台姿态调整时间消耗,以机器人完成巡检任务的总时间为代价,建立了面向表 计读数的机器人路径规划模型。 然后,提出一种信息素重利用的蚁群优化算法用以求解机器人的巡检路径与停靠方案。 仿真 实验表明本文方法得到的巡检路径在时间消耗上比初始时间代价节省了 66%,从而验证了模型的有效性与算法的可行性。     

基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法

根据输电线路运维要求,提出了一种基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法。首先采用自适应滤波法对无人机激光雷达点云数据中的地面进行分离,然后根据点云邻域内的点集组成的协方差矩阵奇异值构成的维度特征和方向特征对导地线、杆塔和典型地物进行分类。再通过悬链线方程建立输电线路三维模型,并基于网格剖分方法计算输电走廊中地物与输电线路导线的距离,最后根据规程对不满足安全距离要求的树木和建筑自动计算得出清理区域。将自动计算结果与人工计算分析结果进行了比对,验证了提出方法的准确性和有效性。结果表明,提出的走廊清理方法具有误差小和效率高的特点,且利于输电线路运维工作。     

浙江电网220kV同塔双回线路雷击同跳事件分析

浙江电网在2010年夏季连续发生5起220kV同塔双回线路雷击同跳事件,对电网运行影响较大.通过对巡线结果、雷电定位系统、耐雷水平计算及线路保护策略等因素的综合分析,找出5起雷击同跳事件的原因,并针对在运线路和新建线路提出了预防雷击同跳发生的相应建议.     

变电站远动机无缝切换的实现和校核

本文提出一种变电站远动机无缝切换的实现方法,同时提出CSC2000规约模拟软件的设计与开发,重点阐述利用该软件进行远动机无缝切换校核的调试方法。实践表明,变电站综合自动化改造中,远动机无缝切换可以大大提高工作效率,避免多次对SCADA主站的影响,具有一定推广意义;同时CSC2000规约模拟软件具有高效、便捷的特点,可应...     

同塔双回输电线路一回运行时互感参数测量的仿真研究

针对传统方法测量同塔双回输电线路互感参数时2条线路必须停电的问题,利用ATP软件建立220 kV同塔双回输电线路仿真模型,介绍双回输电线路互感参数带电测量的方法,并对220kV同塔双回输电线路一回运行时互感参数进行仿真计算,通过仿真结果与停电实测互感参数的比较,验证了该方法可满足工程需要.     

基于改进无迹卡尔曼滤波的短线路同杆并架双回线参数辨识

由于短线路同杆并架双回线通常不采用换位架设,存在线路参数不对称以及参数难以估计的问题。针对该问题,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波法的短线路同杆并架双回线的参数辨识方法。首先根据短线路同杆并架双回线的特点,建立对应的阻抗模型、导纳模型和量测方程。然后根据量测误差修正量,在线校正量测值和误差方差阵补偿量测噪声。相比于其他参数辨识方法,所提方法考虑了短线路参数不对称性,因此更符合电网实际运行情况,且引入了量测误差修正量能够进一步提高参数辨识精度和稳定性。仿真结果验证了该方法的有效性。     

输电线路巡检导航系统的开发与应用

输电线路巡检导航系统是利用GPS与路网识别技术开发的具有全程语音引导、自动到位提醒、现场指挥功能的新一代智能巡检设备。该设备实现了输电线路巡视路径智能导航、巡视轨迹查询、巡视到位监控和标准化巡视指导作用,并可随时查看详细线路属性数据。     

PDA智能化移动巡检系统的开发与应用

PDA 智能化移动巡检系统, 是指在小型手持可移动数字设备上结合自身业务需求二次开发的标准化巡视系统。PDA 由前台用户使用界面和后台数据库系统构成。变电站和线路的设备巡视采用2 种不同的定位方式,变电站PDA 采用红外线条形码定位方式,线路PDA 采用GPS 卫星定位方式。750 kV 西宁输变电运行公司通过应用PDA,有效地保障了输变电设备的安全、稳定运行,提高了工作效率。     

变电站二次设备巡检的Mecanum轮式机器人精确定位与作业辨识

通过巡检机器人进行变电站二次设备的监测是提升电力设备自动化、智能化管理的重要方式,有利于保障电力工程设备的安全运行。本研究开发了一种用于变电站二次设备自动化巡检的Mecanum轮式机器人,具备自主导航定位与作业辨识的能力,可极大提升设备巡检效率及保护压板状态识别准确性。通过Mecanum轮的驱动方式实现巡检机器人在狭窄作业环境下的灵活运动与姿态调整,多轨道升降平台实现对350-1800 mm高度范围内的二次设备及压板的图像采集与状态辨识。机器人采用基于激光雷达的SLAM导航方法进行自主定位导航,并结合基于视觉的路径提取与跟踪算法进行姿态位置修正,实现在待测点位置的精确定位。同时,提出了基于颜色辨识的图像排列与状态辨识方法,针对二次设备保护压板连通状态进行识别和判断。实验结果表明,研制的变电站二次设备巡检机器人可以实现自主导航与位置精确定位,在路径跟踪过程中最大偏角和偏距分别为±3°和±8 mm。结合机器视觉与颜色辨识的压板辨识方法可以准确识别压板状态,识别准确率大于95.80%,有助于提升机器人自动化的电力巡检作业水平。