科技成果

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成果名称: 基于共振磁耦合供电及电磁传感定位的无人机智能巡线技术与应用

成果登记号: 9612019Y0643

第一完成单位: 国网陕西省电力公司电力科学研究院

联 系 人: 王辰曦

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 先进制造

应用行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业

成果简介:

本项目所述领域为输电线路智能巡检技术领域。近年来,无人机技术的兴起与高速发展,为输电线路巡视提供了全新的思路。将无人机应用到电力巡线方面可大大提高电力维护和检修的速度和效率。巡线无人机在实际应用中,巡线无人机飞行轨迹控制易受定位精度,电磁场干扰影响发生偏差。此外,续航时间短也是巡线无人机的推广应用瓶颈之一。这些严重影响了巡线作业的实际效果。项目的研究内容与目的为: (1)应用共振磁耦合无线供电方式,使无人机续航供电从传统的低效高成本、相对依赖人工操作的模式向高效、高度自动化的方向转变。(2)基于输电线路自身固有的周边空间电磁场效应,进行空间位置辨识和轨迹校正,实现无人机飞行轨迹的智能控,完全自主飞行巡视输电线路。(3)实现无人机输电线路走廊自动化巡检及典型物体和缺陷的自动化识别,大力降低人工成本和工作量。项目的技术指标为: (1)研制了无线充电平台单元,经过室内测试与室外测试,可实现对无人机12V/2A的无线续航,最大输出功率≥24W;采用蓄电池与逆变控制一体机作为无线充电平台的后备电源,蓄电池容量≥24V/12Ah。(2)研制了安装于无人机上的矢量电磁场传感器阵列,非线性误差为0.1%。提出了基于空间磁场的输电线路参数反演方法,位置参数误差不超过1m,电流参数误差在1%以内。研制了适用于输电线路的基于电磁传感成像技术的智能巡检无人机飞行系统1套,在风力不超过4级的飞行条件下,悬停定位误差不超过0.3m;无人机具备6.6kg的检测设备载荷能力。(3)提出了基于深度学习的输电线路典型性物体识别和缺陷识别方法,开发了输电线路无人机最优巡检与故障分类的自动化平台软件,满足如下指标要求:能够自动识别导线断股,准确率达到了71%;能够自动识别塔杆上鸟窝,准确率达到了92%;能够自动识别绝缘子爆裂,准确率达到了84%;能够自动识别导线上异物附着,准确率达到了93%。项目研制的无人机无线供电平台于2017年相继在陕西省电力公司330kV渭东、渭北同塔双回线路及下属单位渭南供电公司110kV渭零、渭槐线路杆塔安装,经试验能有效解决无人机自主巡航过程中的自主充电问题。同时,项目研发的无人机巡检设备在2017年1月至2018年12月对上述线路进行本体巡视与通道巡视,发现多处线路缺陷,上报后对缺陷及隐患进行了及时处理。项目成果在降低人工成本的同时提高巡线效率,有效降低了线路运行风险,在降低电力巡检生产成本的前提下,保证了供电的可靠性,经济效益及社会效益显著。