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风电场线路自主巡检系统研究及示范

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成果主要完成人

陈 飞、蔡 斌、梁茂祺、谈重磊、李磊升、彭 睿

项目概况

风电场线路运维是保证风电场线路健康的关键,是保障电网安全稳定运行的重要一环。传统的风电场线路运维采用人工巡视,存在巡检难度大、效率低、故障识别准确性低等问题;针对以上问题,提出了一种面向风电场线路运维的无人机智能巡检系统,研究了无人机自主避障和航迹规划、故障识别关键技术,并在此基础上,研制一种包含无人机、机巢和地面站的无人机智能巡检系统,研究无人机自主飞行关键技术,开发风电场线路自主巡检系统,在广西灵山公司怀山风电场进行示范应用,主要技术内容如下: 1.风电场线路巡检流程规范化和标准化。 调研风电场线路巡检内容、巡检环境等巡维要素,提出风电场线路巡检工作流程规范,构建巡检工作标准作业库,形成风电场线路巡检作业指导书。 2.典型故障样本库的规范化研究。 在风电场线路巡检工作规范化、标准化的基础上,研究风电场线路故障样本库的规范化方法。提出无人机图像拍摄规范和图像标识,形成典型故障类型对应的图像标准,建立风电场线路典型故障的规范化样本库。 3.无人机自主飞行关键技术研究。 分析风电场线路的自主巡检需求和巡检环境,研究无人机自主运行关键技术。设计“无人机巢+无人机自主飞行”的软硬件一体化方案,完成无人机自主飞行云平台架构设计,围绕无人机飞行避障、精准返回、自动充电、图像采集、数据传输等功能要求,研究数字孪生建模技术、SLAM同步定位与建图技术、无人机避障人工智能目标识别算法、考虑飞行安全的最优巡维路线规划算法、无人机自主起降等关键技术。 4.风电场线路自主巡检系统集成与示范应用。 基于相关研究成果,研制挂载多光谱/三维重建装置的自主飞行无人机、无人机巢等硬件产品,研发无人机自主飞行云平台、通信接口等软件模块,开展软硬件模块与系统集成接入,在钦州大怀山风电场完成系统推广应用,开展系统运行效果评估与分析,验证项目研究成果的正确性和可推广性。 主要成果如下: 1.完成风电场线路巡检的综合调研,提出无人机图像拍摄规范和图像标识,建立规范化典型故障样本库。 2.设计“无人机巢+无人机自主飞行+巡检图像自动回传”的软硬件一体化方案,开发无人机巢,以及挂载多光谱/三维重建装置的自主飞行无人机等硬件产品,设计开发无人机自主飞行云平台,研究SLAM同步定位与建图技术、避障人工智能目标识别算法、最优巡维路线规划算法,实现无人机按设定航线自主飞行、飞行避障、精准降落、自动充电、数据传输等功能要