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昆北换流站使用无人机开展设备投产验收 效果明显


来源:凤凰网云南综合

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5月14日,中国南方电网公司超高压公司昆明局所辖昆北换流站正如火如荼开展直流投产前设备验收工作,为后续深入开展特高压换流站智慧运维迈出了坚定的一步,积累了技术经验。

2020年5月14日,中国南方电网公司超高压公司昆明局所辖昆北换流站正如火如荼开展直流投产前设备验收工作,为了准确高效地开展站内高空设备投产验收,超高压公司昆明局积极创新,率先采用多旋翼无人机在特高压换流站开展工程投产前设备验收,为后续深入开展特高压换流站智慧运维迈出了坚定的一步,积累了技术经验。

乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称昆柳龙直流工程)西起云南昆北换流站,东至广西柳州换流站、广东龙门换流站,工程采用±800千伏三端混合直流输电技术,是国家《能源发展“十三五”规划》及《电力发展“十三五”规划》明确的跨省区输电重点工程,也是国家特高压多端直流的示范工程。

昆北换流站是昆柳龙直流工程起点,集多项最前沿的电网技术于一体,创造了多项世界第一:世界上容量最大的特高压多端直流输电工程、世界上首个特高压多端混合直流输电工程、世界上首个特高压柔性直流换流站工程、世界上首个具备架空线路直流故障自清除能力的柔性直流输电工程。昆北换流站占地38.07公顷,海拔1969.6米,集成了一系列高价值、高等级、高技术含量的重要设备。

昆北换流站现场验收人员介绍,传统的换流站人工验收方式存在作业风险高、劳动强度大、工作效率低、验收手段单一的缺点,验收到位率、及时率和准确率无法达到理想的效果。

客观上来说,特高压换流站电压等级高,必然带来的是电气设备位置较高,人工验收受地面视角限制无法验收高处设备,存在较大的巡检死角,然而在高海拔特高压换流站开展人工登高验收,又存在较大的人身作业安全风险,工作强度很大而且工作效率较低,如何高质量、高效率地开展特高压换流站高空设备验收仍然是一个棘手的问题,验收不到位将会给特高压直流系统埋下潜在安全隐患。

现场运维人员表示,这样的烦恼不止存在于设备验收阶段,在投产后的运维阶段也同样存在这样的问题。为了从根本上消除人工验收和巡检设备存在的弊端,超高压输电公司昆明局积极思考,主动向科技要答案、要出路,从设备制造商、服务商、应用商等多处深入开展调查研究,在广泛走访调研的基础上,率先提出了利用多旋翼无人机开展换流站复杂电磁环境下的自动巡检研究思路。

从换流站设备验收工况、设备运行环境、无人机巡检通道及现场巡检应用需求等多个角度,研究无人机抗电磁干扰技术、无人机智能自动飞行控制技术、激光点云数据三维航线规划技术等前沿科技应用技术,力争早日突破换流站无人机自动巡检技术瓶颈,实现换流站无人机主动安全、智慧智能巡检,提升我国特高压换流站设备运维科技水平。

在昆柳龙直流工程送端昆北换流站,项目研究组第一次实施无人机自主飞行测试工作。现场通过可见光影像生成的激光点云规划三维航线,根据现场验收需求完成52个验收航点设置后,无人机自动腾空实施室外高压设备自主验收作业。

根据预设自主验收航线,无人机在±400kV及±800kV特高压设备上空实现了自主飞行,无人机验收过程中的拍摄角度及高度弥补了人工验收视觉盲点,大大提高了特高压直流设备验收作业效率。通过无人机自主巡检验收作业,昆北换流站直流场原来需要10人至少作业4小时的高空设备验收工作量,现在单人操作无人机约2小时即可完成,验收效率得到了明显提升。

图:工程师讨论无人机自主巡检航线及自主安全策略

换流站高压设备典型故障多表现为螺栓松动、接触电阻过大导致的设备温度过高,或者高空非导电设备长时间风吹日晒导致的锈蚀断裂问题,严重时可导致设备损坏或直流系统接地短路发生系统停运。为了在设备运维期间及时发现设备故障隐患,项目研究组将采用可见光与红外镜头“双光”结合的方式,在高清晰获取物体外观图像信息的同时,多维度捕获设备温度信息,利用多旋翼无人机作业优势,在同一巡检时间内大量获取巡检对象本体信息,提高设备运维巡检工作质量。

在昆柳龙直流工程昆北换流站设备全面带电投产前,项目研究组将继续深入研究并制定无人机在巡检过程及外界异常状态下的主动安全策略,从无人机软硬件方向改进技术,通过建立高质量的激光点云数据,合理规划无人机三维巡检航线,实现无人机自主飞行的精确度,确保特高压换流站设备本体安全性。通过无人机巡视作业与云端管理系统、客户端飞行控制系统无缝连接,打通无人机在特高压换流站自主化巡检链路,实现基于特高压换流站无人机智能巡检作业和流程化管理,全面提升特高压设备巡检的智能化及自动化水平。

南方电网公司2019年发布的《智能变电站推进路线策略》,提出了实现变电站内100%巡视无人化、实现智能巡视的目标。超高压公司昆明局提出的无人机在复杂电磁场环境下自动巡检研究项目思路为南方电网公司实现变电站无人化巡视提供了方向,项目研究成果通过在昆北换流站的试点应用,最终实现在换流站及大型变电站的推广应用。

[责任编辑:丁临敏]

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