【電力】無人機和機器人在電力行業的應用
已有新聞媒體報道,在電力領域,機器人、無人機系統正逐步導入變電站,輸電線路等巡檢項目中,從目前的應用情況看,機器人、無人機介入電力巡檢或值守工作有實戰價值嗎?
海康威視能源行業解決方案業務部產品經理江智洲表示,機器人通過搭載中型雙艙熱成像,熱成像部分對變電站一次設備的觸頭進行測溫,一旦出現溫度越限的情況就能及時報警,同時可見光部分能對過熱部分進行觀察,以確定過熱原因,是否是接觸不良、螺絲脫離等原因。有些可見光攝像機還能實現智能分析功能,比如智能讀表、刀閘分析等功能。在變電站的實際應用中,機器人受環境的影響還是比較大的(比如北方區域),一旦出現積雪覆冰,機器人就可能出現打滑、跑偏的情況,嚴重的話甚至沖出預定線路。無人機的應用主要集中在輸電線路巡檢工作中,在變電站的應用較少,因為變電站內有大量一次設備,一旦出現無人機失控或者墜落的情況,就會危及變電站的安全運行。
無論是機器人也好,還是無人機也罷,李順表示,這都是監控的一種補充,在遇有突發事件時或者人力巡查時可以此提供比較有價值的幫助。但無論是從其續航時間還是需要人工操控角度來看,它都無法取代監控攝像機的功能。在常規24小時電站監測工作中,依舊得依靠普通監控攝像機來實現。而且無人機由于體積的受限,存儲能力大大不如網絡硬盤錄像機,而且是在目前網絡硬盤錄像機大部分也是支持3G/4G無線傳輸的情況下,攝像機搭配3G/4G網絡硬盤錄像機,已經可以非常好的滿足變電站的常規監測要求。
從價值角度看,金建德指出,無人機和機器人的引入,可以強化無人值守變電站的建設,減輕運維人員工作壓力,提高巡檢效率和智能化水平;可以實現對人員不能到達或不便于到達部位的巡檢,如無人機,可以用于輸電線路的巡檢,電站或變電站的多維視角監控,可與站內的監控系統優勢互補,形成立體防護;如機器人,可以在高溫高壓高磁場環境工作,通過設定路線,多角度全覆蓋將前方的檢測數據、視頻數據收集返回。總之可以作為人工巡檢的有效補充,并在一些應用場景下的完全替代。但同時金建德指出了這類新興技術有不足,即設備的穩定性、可靠性問題。對于實現無人值守,完全替代人員,設備的可靠性決定了其應用效果,否則反而會增加運維人員的工作量;如電池續航能力、通訊。設備的操控精度也非常重要,否則對巡檢區域的設備造成威脅,影響電力設備的運行甚至毀壞設備;如無人機應用在輸電線路的巡檢,失控偏航碰撞高壓電纜;如機器人偏離軌道,誤入設備區或跌落到水溝,需要人員到現場糾偏。
雖然電力領域推廣機器人、無人機系統應用,在代替人工巡檢方面,這兩個系統具備無以倫比的優勢。但大立科技產品經理陳紅強指出了現實應用中存在的問題:一、任何一款自動行走的機器人系統都無法在覆冰、積雪的情況下運行,在我國北方的部分變電站一年有3到4個月處于積雪狀態,這期間的設備工作狀態監控如何處理?千萬不要說要求變電站工作人員將機器人行走道路清除干凈這種不考慮實際情況的話語。有能力清除積雪的變電站都不是無人值守的智能變電站。二、無人機在電力系統應用主要是完成電力線路工作狀態巡視,在“人民網陽江12月29日電(楊杰利)“等4G無人機即攝即傳推廣了,電力線路巡檢就再不用翻山越嶺,也不用爬上爬下啦。”一文中,該無人機的圖片是一種視距內飛行的無人機、這種無人機的飛行狀態完全需要人工操作,如果在一個桿塔下方操作無人機去巡視桿塔上方的設備狀態,的確可以做到“不用爬上爬下啦”。但是這種飛行器可以做到從一個山頭遠距離去巡視另一個山頭上的桿塔嗎?,能做到“再不用翻山越嶺”了嗎?所以,新技術、新裝備的應用是好事情,但一定要結合各地的實際情況,實事求是地應用,將有限的資源更加合理的應用。
中興力維系統集成方案技術部行業技術總監莊建東指出,機器人和無人機的優勢是部署比較方便,應用比較靈活。第二是減少人員的投入,降低人員成本,利用機器人和員無人機,人員就不用下站,或是可以減少下站的次數。無人機也一樣,人員巡檢可能需要半天或是更長時間,但是利用無人機半個小時就可以解決了。相對傳統的監控系統建設時間周期,無人機和機器人有時間周期上的優勢。另外,相對傳統的人力巡檢來說,這種遠程在線監控,它們的實時性也比較好。傳統的人員巡檢,一旦變電站發生異常,調度人員必須先通知分局變電的運行班,趕到現場了解真實的情況,再由變電運行班人員匯報調度員、分局領導,再組織分局維護班進行搶修,人不到變電站就無法準確地了解或者掌握現場的詳細情況,一來一往就浪費了大量的時間,所以相對傳統的人力巡檢,無人機和機器人能節約大量的時間,效率高,同時也能避免巡檢人員發生人身事故,畢竟這些設備對巡檢人員而言是有一定危險的,特別是在惡劣天氣下更容易產生危險。此外,還能杜絕人員在巡檢過程中的一些人為錯誤,有些問題有些人能發現,有些人發現不了,這跟人員對設備的熟悉程度、工作經驗、態度、精神狀態等都有很大關系。而無人機、機器人這種自動化的系統,它的巡檢記錄是自動保存,杜絕手工記錄造成的操作不規范,手工記錄可能會出現不完整、丟失等情況,或者是一些嚴重的缺陷沒有及時地上報,延誤處理,造成不必要的損失。另外,巡檢的視頻和數據能夠自動保存到后端的平臺,可以進行事后的分析,可以結合后臺的管理軟件提供事后的統計數據,以供后期的運營維護管理決策。
從應用劣勢上看,首先是價格比較昂貴,據了解一臺機器人的采購價格不便宜,相當于傳統監控系統兩到三倍的價格;第二是地理范圍覆蓋不全面,目前更偏重于室外站,但是變電站室內站是一個趨勢,尤其是在發達地區,而對于室內站,機器人和無人機的巡檢還沒有有效的方案。當然,有些廠家說有什么升降機等方式,但實際上用戶是很難認同的。其實從目前來看,機器人更像是一個噱頭;第三是有安全隱患,因為機器人、無人機畢竟不是一個固定的東西,如果由于機器故障導致機器人或是無人機失靈,撞向一次設備,后果是非常嚴重的;第四是監控手段少,機器人和無人機的結構件是比較單一的,一般只能配置可見光、紅外、聲音的采集設備,有個別廠家會選配超聲、紫外、溫濕度等檢測設備,但是由于這些監控設備的主體是機器人或是無人機,本身能夠攜帶的設備或是傳感器很有限,不能像傳統的監控系統進行大而全的監控,無法給用戶提供豐富的監控數據;第五,無人機和機器人是非接觸式的監控,到了現場是無法滿足一些實際的監控需求,如蓄電池的監控、開關電源的監控,UBS的監控等等,這些設備就需要要連線,必須要安裝接觸式的傳感器,像電流電壓這些東西,要監控是必須要加裝接觸式的傳感器,所以他們監控的業務相對來說偏少,也不像傳統的監控系統可以進行大而全的監控。
根據以上分析,莊建東總結指出,總體上看,無人機可以應用于巡檢線路,實戰意義會大于機器人,機器人在變電站這塊的應用更像是一個噱頭,而且價格比較貴,但是無人機應用于線路巡檢還是有比較高的實戰價值。