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能源行业解决方案与案例

无人机在能源行业的应用解决方案

(一)电力领域

  1. 输电线路巡检

    • 设备选型:多旋翼无人机机动性强、悬停稳定,适合对杆塔近距离精细检查;固定翼无人机续航久、速度快,可用于长距离输电线路快速巡检;复合翼无人机兼具两者优势,能适应复杂地形线路。搭载高清摄像头,可清晰捕捉线路及杆塔外观状况,如导线断股、绝缘子破损、杆塔螺栓松动等;热成像仪检测线路接头、变压器等设备发热情况,提前发现潜在故障;激光雷达生成高精度三维点云数据,精准测量线路与周边物体距离,排查树障等安全隐患。

    • 作业流程:作业前,依据线路走向、地形地貌及历史故障数据,借助地理信息系统(GIS)规划飞行航线,设定飞行高度、速度、拍摄角度等参数。飞行中,操控人员实时监控无人机状态,确保按预定航线飞行,各设备正常采集数据。数据通过 4G/5G 或专用通信链路实时回传至地面控制站,利用图像识别、数据分析软件对数据进行实时处理,自动识别异常并预警。作业结束后,对采集数据分类存储,生成详细巡检报告,记录发现问题及处理建议。

  2. 变电站巡检

    • 设备选型:多旋翼无人机小巧灵活,可在变电站内狭小空间穿梭。配备高清摄像头、热成像仪、超声波检测仪等设备。高清摄像头拍摄设备外观,检查有无异物、渗漏、破损等;热成像仪检测电气设备发热情况,判断运行状态;超声波检测仪检测设备内部放电等异常声音。

    • 作业流程:进入变电站前,对无人机及设备全面检查调试,确保符合站内电磁环境要求。在站内按照预设路线飞行,对变压器、断路器、隔离开关等设备逐一巡检。飞行过程中,保持与设备安全距离,精准采集数据。数据实时传输至地面控制站,运维人员结合历史数据和实时监测结果,分析设备运行趋势,对异常情况及时安排检修。

  3. 配电网巡检

    • 设备选型:多旋翼无人机操作便捷,适合在城市复杂环境下对配电网进行巡检。搭载高清摄像头、红外热像仪等设备,可快速发现配电网线路及设备的异常。

    • 作业流程:针对城市配电网分布特点,规划低空飞行航线,重点关注人口密集区、商业区等关键区域的配电网设施。无人机在飞行过程中,对配电箱、配电柜、电线杆等进行近距离拍摄和检测。利用图像识别技术自动识别设备标识、记录设备状态,通过热成像检测设备温度,及时发现过载、短路等隐患。同时,结合地理信息系统,将巡检数据与配电网地图关联,方便运维人员快速定位问题并进行处理。

(二)石油天然气领域

  1. 管道巡检

    • 设备选型:固定翼无人机续航能力强,可沿长距离管道快速巡检;多旋翼无人机在复杂地形或需要对特定部位精细检查时使用。搭载高清摄像头用于拍摄管道外观,查看有无泄漏、腐蚀、变形等情况;气体传感器检测管道周边甲烷、硫化氢等有害气体浓度,及时发现泄漏点;激光雷达对管道沿线地形进行扫描,监测因地质变化导致的管道位移、沉降等问题。

    • 作业流程:巡检前,收集管道相关信息,包括走向、地理环境、周边设施等,制定详细巡检计划。无人机按照预设航线飞行,飞行高度根据管道类型和周边环境确定,一般在距离管道 5 - 20 米范围内。飞行过程中,各类设备协同工作,实时采集数据并传输至地面控制中心。一旦检测到异常,地面人员迅速核实情况,安排维修人员前往处理。同时,对历史巡检数据进行对比分析,掌握管道运行变化趋势,提前制定维护策略。

  2. 油井平台巡检

    • 设备选型:多旋翼无人机可在油井平台狭小空间内灵活起降和飞行。配备高清摄像头、热成像仪、气体检测仪等设备。高清摄像头拍摄设备外观,检查设备运行状况、连接部位紧固情况;热成像仪检测设备发热情况,排查潜在故障;气体检测仪监测油井平台周边易燃易爆气体浓度,保障作业安全。

    • 作业流程:在油井平台上选定安全起降点,对无人机进行起飞前检查。无人机按照规划路线对油井、抽油机、储油罐、管道连接点等关键部位进行巡检。飞行过程中,保持稳定飞行姿态,确保采集数据准确可靠。数据实时回传至平台监控室,工作人员对数据进行分析处理,发现问题及时通知维修人员进行维修,保障油井平台正常运行。

(三)新能源领域

  1. 风力发电场巡检

    • 设备选型:多旋翼无人机可贴近风机叶片等部位进行精细检查;固定翼无人机用于对风电场整体设施快速巡查。搭载高清摄像头和长焦镜头,清晰拍摄风机叶片表面裂纹、磨损、附着物等情况;热成像仪检测风机机舱内设备、发电机、齿轮箱等发热情况,判断运行状态;超声波探伤仪对风机叶片进行内部探伤检测,发现潜在缺陷。

    • 作业流程:根据风电场布局和风机分布,规划无人机飞行航线,避开风机旋转区域,确保飞行安全。在风力较小、天气良好时开展巡检作业。无人机依次对每台风机进行巡检,从不同角度拍摄风机各部位图像,采集设备温度等数据。数据传输至地面控制中心后,利用专业软件进行分析,对风机运行状态进行评估,及时发现并处理问题,保障风力发电场高效运行。

  2. 光伏电站巡检

    • 设备选型:多旋翼无人机适合在光伏电站内灵活飞行,对光伏组件进行近距离检查。搭载高清摄像头、红外热成像仪、EL 检测仪等设备。高清摄像头拍摄光伏组件外观,检查有无破损、脏污、遮挡等;热成像仪检测组件温度,发现热斑等异常;EL 检测仪通过发射电子束,检测组件内部隐裂、断路等问题。

    • 作业流程:在光伏电站清晨或傍晚时段,光照强度适宜时开展巡检作业,以获取更准确的检测数据。无人机按照预设航线,在光伏组件上方一定高度匀速飞行,对每块组件进行扫描检测。数据实时回传至监控中心,通过数据分析软件对组件状态进行评估,标记出有问题的组件,方便运维人员及时更换或维修,提高光伏电站发电效率。

无人机在能源行业的应用案例

(一)国网青海电力:无人机规模应用护航电网

  1. 项目背景:青海电网输电线路规模庞大且持续增长,地理环境复杂,部分区域地形险峻、气候恶劣,传统人工巡检难度大、效率低,难以满足电网运维需求。

  2. 应用情况:迎峰度夏期间,国网青海电力投入 646 台无人机用于电网建设及运维。通过无人机巡检杆塔基数达 5162 基,巡检里程 3421 千米,采集巡检影像 19 万张。借助无人机激光扫描、自主识别等新技术,完成省内 166 条重点输电线路通道三维建模。应用无人机对 276 条线路开展差异化巡检,飞行区域覆盖 110 千伏及以上线路 21000 余千米。

  3. 应用成效:构建了输电线路 “人巡 + 机巡” 运维作业方式,显著提升了输电线路运维质效。及时发现并处理了大量线路隐患,保障了全省电力安全稳定供应,为新型电力系统省级示范区建设提供了有力支撑。

(二)华润电力安徽新能源公司:全域无人机智能巡检

  1. 项目背景:传统 “望远镜 + 人工攀爬” 的新能源设备巡检方式劳动强度大、效率低,难以满足新能源产业快速发展的需求,且在复杂地形和恶劣天气条件下,人工巡检的安全性和准确性受到极大挑战。

  2. 应用情况:建成省内首个全域无人机智能巡检系统,将人工智能、多光谱传感与数字孪生技术深度融合。巡检无人机搭载自研可移动机库,能快速部署并适应多种巡检环境和复杂地形。智能机库配备自主充电系统、辅助换电功能及环境温控装置,保障无人机持久续航。系统采用智能算法平台,同步处理可见光、红外热成像数据,通过高精度激光雷达扫描构建数字孪生模型,对风机叶片、塔筒、集电线、光伏组件等设备进行全方位检测。

  3. 应用成效:相较于传统巡检方式,实现了跨越式创新。在近日雨雪天气的一次紧急巡检中,过去需耗时 3 天的人工巡检任务,借助该系统仅用 3 小时便高效完成,且精准定位到 4 处隐蔽损伤点。帮助公司实现全省新能源场站更加高效的运维管理,打破地域与场站间的界限,实现统筹管理,提升了新能源产业的智能化水平。

(三)南网通航公司:构建电力低空产业生态

  1. 项目背景:随着电力行业发展,对智能巡检和特种作业的需求日益增长,传统作业方式在效率、安全性等方面存在局限,而低空经济的兴起为电力领域创新发展提供了新机遇。

  2. 应用情况

    • 无人机空间遥感服务:以多旋翼、固定翼无人机为平台,搭载多种设备,具备多种巡视服务能力。在电力基建阶段,提高勘测选址效率,规范施工管理;运维阶段,实现快速高效巡检,及时发现线路隐患;应急勘灾阶段,快速获取受灾区域数据。

    • 无人化智能作业:利用 “无人机 + 末端执行器” 开展各类检修及运输作业,如绝缘子水冲洗、X 光检测等,提高工作效率,保障人员安全,尤其在电网应急状态下优势明显。

    • 低空服务保障平台:建设 “赫兹乐飞” 无人机服务平台,构建开放式服务平台,聚拢需求与供给两侧客户,促进业务链延展和服务模式升级,同时积极融入国家监管体系,提升航空器监管协同能力。

  3. 应用成效:助力全网 110 千伏及以上输电线路机巡覆盖率、三维数字化通道建设覆盖率、无人机自主巡检线路覆盖率均达 100%,基本实现 “机巡为主,人巡为辅” 的智能巡检模式。在梅州洪涝灾害及海南 “摩羯” 台风灾害中,发挥专业支撑作用,保障电网安全稳定运行,推动了电力领域低空产业生态体系的构建和发展。

(四)云圣智能:全自主无人机巡检系统

  1. 项目背景:长期以来,电力巡线工作辛苦、效率低,尤其在复杂环境下,人工徒步巡视存在安全风险,且难以发现细微缺陷,亟需高效、智能的巡检解决方案。

  2. 应用情况:云圣智能研发的全自主无人机巡检系统,实现全过程无需人工干预、自动规划航迹、自动更换传感器,为用户提供 7×24 小时全自主无人化巡检。该系统基于 “机网云一体化” 一站式解决方案,无人机、机场、物联网和 AI 人工智能全部自研,构建起大中小型全产品矩阵生态,可满足 “源网荷储” 不同环节主体对无人机设备的多样化需求。在电力领域,应用于电网输变电和配电、新能源发电侧、储能电站等场景,适应多种复杂环境。

  3. 应用成效:在全国多地国网公司树立标杆项目,有效提升电力巡检效率和准确性,发现和识别人工巡线难以察觉的缺陷。通过云平台存储和管理数据,基于数字孪生技术实现电力基础设施全生命周期管理和运维,为电力行业数字化转型提供了有力支持。

(五)嘉源集团:无人机助力光伏与污水运维

  1. 项目背景:在光伏电站与污水处理设施运维中,传统巡检方法受视角和地形限制,存在覆盖面有限、效率低、数据不准确等问题,难以满足运维需求,易埋下安全隐患。

  2. 应用情况:嘉源集团所属联合污水公司、嘉源排水公司引入无人机技术,对光伏电站和污水处理设施进行巡检。无人机搭载高分辨率相机和热成像仪等设备,不受地形限制,可实现大面积快速扫描和关键设备全方位检查,快速识别图像和分析数据,准确判断设备状态和隐蔽故障点。

  3. 应用成效:显著提升了巡检效率与准确性,缩短了巡检作业时长,减少了劳动强度和安全风险,为运维决策提供了科学依据,提高了经济效益,为光伏与污水智能运维注入活力,推动了水务环保事业的智慧发展 。



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