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數字化賦能 電力巡檢解題“新思路”

時間:2023-09-06  來源:轉載

      一架無人機起飛對變電站的變壓器、獨立避雷針、閘刀、絕緣子、母線等設備進行錄像,一台智能巡檢四足機器人正在自主對變電站內開關櫃、儀器儀表等預定點位進行圖片采集、表計讀數、設備環境監測、聲音監測以及遠程紅外測溫等設備巡視任務,巡視過程中,機器人上下台階、躲避障礙物、自動規劃路線,顯得非常靈活,無人機上下翻飛,規避障礙,精準識別設備,查看問題。

      這是某變電站內例行日常巡檢的一幕。據工作人員表示,通過加裝3D激光雷達、雙光雲台相機、機械臂、充電房及無線模塊等設備,四足巡檢機器人配合無人機可以很好的完成日常變電站室內、室外的設備巡檢工作。

      隨著電網的智能化水平的提高,為保障電網安全運行,電力巡檢領域也增添了許多科技感,如無人機深度運用、三維巡視、機器人巡檢等。

電力巡檢機器人 助力巡檢數字化升級

      “十三五”以來,電網設備規模迅速增長,運檢作業量日漸繁重,設備狀態管控和運檢管理麵臨嚴峻挑戰。除日常的室內外巡檢外,在一些特殊場景下,四足機器人巡檢也會帶給我們“新思路”。

      隨著人工智能技術的發展和成熟,以及物聯網、雲計算、5G技術的普及,對比人工巡檢,機器人巡檢優勢越發明顯,電力智能巡檢機器人已經在越來越多的場景下有所應用。

      據北極星輸配電網了解,2002 年國家電網公司即成立了電力機器人技術實驗室,主要開展電力機器人領域的技術研究。經過長期的研究探索和實踐,自2013年起,變電站巡檢機器人首次進入國家電網招投標目錄,並由此開展了巡檢機器人大範圍推廣。

      文章開頭的場景,就是國網某變電站室外220KV和110KV區域,室內的10KV配電室和主控室及繼保室場景下,四足機器人對現場設備的全自主、智能化多區域的設備巡檢。而在電力機器人巡檢中,杭州雲深處科技所生產的絕影係列四足機器人,可謂是一款非常具有代表性的產品。

      據悉,雲深處科技與南方電網數字電網研究院的合作中,采用了“絕影”智能四足機器人,作為集行走、跑步、跳躍和倒地爬起等運動能力於一身的智能化設備,在不改變原有環境的的前提下,“絕影”實地驗證了對變電站室外鵝卵石、草地、陡坡等非結構化地形的高適應性,還通過了交界處的各種台階、樓梯等障礙物,實現巡檢機器人在變電站中的全場景覆蓋。

      圖|“絕影X20”在實施巡檢

      在日常巡檢中常存在大量的視野盲區,而麵對複雜環境情況時,這一問題顯得尤為突出,對於輪式機器人、軌道式機器人,能夠在全地形自由行走、上下樓梯的四足機器人就要更加靈活,其可巡視的區域、角度和範圍都更大。據了解,雲深處的絕影 X20 全程接入集控係統,其所到之處,相關數據即刻上傳至上級站點,運維人員足不出戶,也能掌握變電站的實時動態。

      杭州雲深處科技(DEEP Robotics)還是一家非常“年輕”的企業,據公開資料顯示公司於2017年成立。但這並不妨礙其成為全球首家圍繞電力巡檢行業應用的智能四足機器人企業,其自主研發的“絕影”係列機器人已在安防巡檢、勘測探索、公共救援等多種應用環境中落地推廣,率先參與抗震救災實戰演習。目前,雲深處科技正同國家電網、南方電網、寶鋼股份、華為、中控技術、中國電子科技集團、科大智能、聯想晨星等行業巨頭開展長期深度合作。
探路無人之域 電力無人機巡檢新思路!

      為提升變電站運檢質效,2020年10月,國家電網有限公司設備部組織國網河北、山東、福建電力等9家單位開展變電站無人機巡檢試點工作,深入研究無人機北鬥精準定位、飛行控製、續航能力、紅外測溫、5G數據傳輸和缺陷圖像識別算法等技術。

      2022年7月12日,普宙科技在武漢光穀科技會展中心舉辦了以“新低空:無人之域,宙起領航”為主題的旗艦新品發布會。會上,普宙科技發布兩款旗艦新品:S400專業四旋翼無人機、K01自動機庫。兩款產品分別以“六大優勢”和“兩大亮點”為專業級無人機帶來全新想象。


      基於電力行業巡檢作業環境複雜的特點,普宙科技S400無人機搭載的毫米波雷達傳感器能夠輕鬆克服這些缺點。當無人機距離障礙物小於安全距離時,毫米波雷達可以迅速、準確探測到相關數據,瞬間傳給控製端,並及時做出刹車、繞飛等規避動作,從而避免飛行事故的發生,保障飛行安全。

      普宙科技S400無人機“視覺+雷達”雙避障係統,賦予無人機全向環境感知及晝夜避障能力,最遠有效探測距離高達80m,飛行安全得到更好保障,是解決無人機自動避障和測高的一種優選方案。除搭載行業首創的1K超清紅外雲台外,S400還配備了四光雲台,自帶21TOPS算力,可極大提升目標識別、運動分析、圖像處理的運算速度與準確性。

      無人機自動航線飛行,使得巡檢人員能從大量體力勞動中解放出來,投入到更高階的數據分析處理中去。運維班組的作業模式和人員結構也因此得到優化,進而提高電網的可靠性。

      據悉,目前國網湖北電力已實現220千伏及以上線路無人機自主巡檢航線規劃全覆蓋,常態化開展220千伏及以上線路無人機自主巡檢,完成設備紅外帶電檢測、通道點雲掃描及故障精準分析等工作。

圖丨普宙科技S400無人機與1k雙光雲台


AR+四足機器人 敲開“電力元宇宙”大門

      2022年去上海出差,曾有幸到聯想上海研究院參觀。聯想研究院上海分院解決方案總監徐浩煜,為我們介紹了麵向電力行業推出了全新電力巡檢方案——聯想晨星電力智能巡檢解決方案。該方案針對行業痛點,將為用戶提供“聯想晨星智慧狗(Daystar Bot Q1)+巡視管理平台+巡視係統”一站式定製化巡檢服務。

      聯想晨星四足機器人已經在國網某110KV變電站巡檢項目中得到了落地應用。通過在線巡視係統,其能夠執行變電站室內外GIS室巡檢,對SF6等表計進行識別;對主變進行智能巡檢,紅外測溫以及對開關櫃危急場景下按鈕複歸操作。通過與站內攝像頭、輪式機器人聯合完成全站巡檢任務,大幅提升巡檢作業效率。

      據悉,聯想智能巡檢解決方案在變電站現有巡視設備的基礎上,配合四足機器人的全地形巡檢能力,圍繞巡視人不夠、不安全和不穩定等問題,依托物聯網、計算機視覺和雲原生技術,結合在線傳感器、高清攝像機、紅外攝像機、巡檢機器人和無人機等感知手段,開發在線智能巡視係統,提升設備狀態感知能力、主動預測預警能力、輔助決策能力和現場管控能力。保障電網設備安全運行,提高運檢工作效率效益,減少人身傷害風險。

圖|聯想晨星四足機器人現場演示設備操作

      聯想研究院上海分院解決方案總監徐浩煜認為,“電力智能巡檢解決方案”將從企業真實需求出發,以“虛實聯動+智能化應用”將元宇宙技術真正落地,幫助企業降本增效,為解決電力巡檢升級帶來“新解法”。

      2021年元宇宙的風潮,刮遍了全球。聯想提出,以“AR+AI”技術破局,構建“電力元宇宙”,正帶動電力行業進入“智能化電力+”時代。

      聯想集團副總裁、聯想研究院上海分院院長毛世傑提出,目前電力行業仍處於“人工巡檢”向“智能巡檢”的過渡期,“電力元宇宙”將成為電力巡檢智能化轉型的重要突破口。作為支撐產業元宇宙關鍵技術之一的AR/VR,已成為工業發展,尤其是智能化轉型中的重要抓手,通過AR/VR技術和AI技術結合,打造遠程解決方案提高電力行業智能化,正逐漸成為行業共識。

      以現場所展示的聯想與某電網合作的實訓基地為例,通過AR眼鏡等方式呈現出真實元器件的3D信息,外接智能工裝、智能驗電棒、IoT液壓鉗等教具,電力工人可以像實地操作一樣精準標注,在培訓管理係統上完成課程。

      在電力巡檢領域,聯想與國網保定供電公司合作,開發了基於四足機器人的晨星智慧狗巡視應用解決方案。晨星智慧狗能夠幫助用戶實現不同業務場景下的巡檢任務自動化。融合了數字孿生和計算機視覺技術後,晨星智慧狗不僅極大地提高了巡檢的覆蓋率,同時極大提升了人工巡檢的工作效率。根據統計顯示,以一個500kv的變電站為例,采用晨星智慧狗後,巡檢頻率提高了3倍,人工巡檢工作量下降70%以上,在為企業提質增效的同時,也讓巡檢插上了直觀、沉浸、全麵的元宇宙“翅膀”。

      從國產大飛機、特鋼高線到電力巡檢,在對傳統工業的智能化升級中,聯想的“元宇宙”價值已經被得到證實。
電力巡檢“開天眼”,人機協同未來已來!

      如何開天眼呢?這裏所應用到的就是一款名為工業一體化AR智能頭盔的產品。在日常巡檢中,員工佩戴好AR智慧眼鏡,即可收到由後台發出的巡檢指令,作業人員隻需按照屏幕指示步驟,即可一步步標準的完成作業,不僅大大提高了運維效率,同時也更加強化了巡檢的標準化。當遇到儀表讀數時,眼鏡可通過AI圖像識別技術讀取儀表數值,並自動記錄,同時AR眼鏡可搭配紅外模組實現測溫功能,直接無接觸測量變壓器等設備溫度,當遇到故障需要緊急排除,作業人員可直接語音喚醒遠程專家係統,呼叫總部專家予以支持,大大縮短了處理周期,提升了運維品質。

      這款產品來自靈伴科技,該公司的解決方案以AR設備載體、以智能化引擎為核心、以私有化部署、5G網絡通訊為基礎,實現全方位的智能化應用,可以實現巡檢現場與集控中心乃至外部專家的遠程協同,讓電力企業穩定運行的技術保障幾乎沒有時空界限,第一時間獲得“手把手”的專業指導。

圖|一線員工佩戴靈伴科技AR眼鏡檢查設備狀態

      以寧德核電的落地實踐為標誌,靈伴科技通過先進的AR顯示技術、AI識別技術和穩定流暢的視頻對講技術,在裝配、檢修、智能教培、風險分析等各種工業環節當中,全方位武裝一線員工,對保障電力行業安全運行,乃至整個國家能源安全都意義非凡。

      說到電力巡檢“黑科技”,這裏也隻是冰山一角,這裏僅僅是選取一些比較又代表性的企業。有些企業可能很少宣傳,他們隻是安安靜靜的在自己的研發領域中深耕不輟,蓄勢而發。

      科技進步並非一蹴而就。未來,隨著數字化、智能化技術的不斷更迭,也許今天的四足機器人、無人機巡檢也會被某種新的巡檢方式所取代……

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