关键词：泛在电力物联网；输电；无人机；智能巡检
1.背景
在电网规模快速扩大的趋势下，面临的问题也越来越多，比如，在一些偏远地方以及比较恶劣的地方，输电的运检是一个较为严重的问题。输电线路是电网中的重要构成部分，既承担着输送电力的功能，在电网中也起着十分重要的沟通作用，所以，如果输电线路出现问题，就会对整个电力系统带来非常严重的影响[1]。无人机巡检可以大幅提高效率，然而缺乏技术对海量数据智能化管理。线路增加与运维人员减少的矛盾日益突出，且运维人员老龄化、结构性缺员等问题，同时传统的运检模式存在数据价值实现不足、数据未共享、效率低、可视化程度低、对一线工作管控力度不足等缺陷,难以适应新技术带来的效率提升和管理要求。
国家电网公司2019年两会提出建设“三型两网”企业，即打造“三型”（枢纽型、平台型、共享型）企业，建设运营好“两网”（坚强智能电网、泛在电力物联网），首次将泛在电力物联网与坚强智能电网放在同等重要的位置[2]。运检部也积极探索泛在电力物联网在输电巡检方面的应用,通过对巡检大数据的挖掘、运用、存储、处理和分析，利用大数据辅助决策，变“经验决策”为“科学决策”，提升运维服务能力。
2.基于泛在电力物联网的输电智能巡检的研究
2.1 现状
早期的电力巡检，由于技术等条件的限制，主要是以人工巡检为主，靠人力手持望远镜、背载红外热像仪器等巡检设备进行巡检，巡检过程中面临很多困难：劳动强度大、工作条件艰苦、而且劳动效率低，遇到电网紧急故障和异常气候条件，线路人员不具备有利的交通优势，电力巡检环节上存在巡检效率低，质量无法管控等诸多不足，这种巡检方式不能完全适应现代化电网建设与发展的需求。
随着无人机巡视技术应运而生，以无人机巡视为主、人巡为辅的智能巡检体系成为了当前趋势。通过无人机巡视与人工巡视有机结合的方式，辅以高效的无人机数据采集技术、数据分析技术、数据管理系统和智能移动作业终端，建设智能运检技术和管理体系，才能全面提高线路的巡检效率，降低线路运行风险，消灭线路运行死角,提高了巡检效率和质量，促使输电线路管理工作向高效化、精细化的方向发展。
2.2 泛在电力物联网在输电智能巡检应用的理论研究
1、搜索引擎（Search Engine）
输电巡检大数据平台应用搜索引擎将对收集对行业网站、权威部门网站进行搜索，收集与巡检业务相关的交通、环境新闻、数据、资料等信息，建立环境资料索引库，同时针对业务系统的文档资料进行全文索引，建立文档资料索引库，供系统查询使用。
2、GIS应用
地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统的基本功能包括：数据采集与编辑，数据存储与管理，数据处理和变换,空间查询和分析和数据显示与输出功能。
3、深度学习
在无人机巡检中，深度学习是重要的技术应用之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如在基于激光点云的航线自主规划中，深度学习算法帮助实现杆塔本体精细化巡检的拍照点自动化精准选定；通过深度学习算法训练的模型，可在无人机精细化巡检中采集杆塔本体部件照片以及在通道快速巡检中拍摄和的线路通道走廊的可见光照片中，精确识别可能存在的各类缺陷隐患的照片及缺陷位置，并自动进行标注，减少人工劳动强度。
4、视频图像平台
微拍图像的整合：支持国网i1图像协议，集成山东信通、山东智洋等多家微拍协议，接入各家的图像数据，并利用基于图像处理技术的异物入侵自动预警、隐患类型智能识别等算法对线路通道内出现的外破隐患及时预警。
5、基于激光点云的精细化自主巡检
利用激光雷达扫描数据，构建厘米级精度的三维点云地图，使用AI算法自动识别提取关键特征（杆塔、导线、绝缘子等）的空间参数，并关联电网资产数据库；借助深度学习算法帮助实现杆塔本体精细化巡检的拍照点自动化精准选定，进行复杂航迹规划，无人机可依据规划的飞行航迹，在RTK厘米级精度定位信号下进行复杂线路精细化自主飞行巡检。
2.3 泛在电力物联网在输电智能巡检应用的实践研究
1、安全管控及路径导航：基于GPS定位功能对输电线路的巡检作业进行精准定位，实时跟踪管控；规范到岗到位作业，研发在线安全管控；研发山区杆塔巡视路径指引功能，实现山区巡视的路径指引；
2、智能巡检：开发手机APP，并依托网络通信技术，实现现场巡视数据的实时上传以及后台的在线诊断、交互，并对发现的缺陷、隐患的在线闭环管理，实现对输电巡检的智能化管理；
3、在线图像、视频监控管理：对基于4G网络通信技术的在线监控装置统一在线管理；
4、基于地理信息的图形化巡检成果展示：在实际管理过程中积累的大量巡检信息，基于GIS图形，直观的呈现在地图相应位置；
5、无人机巡检数据融合：实现机巡数据与智能管控平台的融合，机巡数据可在平台中进行展示与统计分析；机巡作业中发现的缺陷隐患数据可自动推送至智能管控平台中，由平台完成消缺处理工作并反馈处理结果，实现缺陷隐患的闭环管理。
6、无人机精细化自主巡检：电网无人机自动化巡检充分运用了激光雷达（LiDAR）技术、实时动态高精度定位（RTK）技术、深度学习算法，不再依赖飞行人员的无人机操控技术和经验，而是完全自主飞行实现电网的精细化巡检。
7、可见光倾斜摄影通道巡检：研究利用可见光倾斜摄影技术快速构建输电线路通道高精度三维实景数据及点云数据，实现通道走廊内树木及障碍物的有效识别和提取，进而生成树障评估及缺陷隐患报告。从而有效的保障了线路走廊的安全运行。
8、长航时多旋翼无人机研发：为了解决无人机飞行时间短的技术瓶颈，深化多旋翼无人机在电力巡检工作中的应用，需要研发出一款空载可续航90分钟以上的长航时无人机，并同时兼顾续航时间长和可更换搭载任务模块这两个需求。
3.结论与展望
通过案例，可以直观的看出泛在电力物联网在提升输电智能巡检的优势：科学合理、精准高效。依托泛在电力物联网，深化应用无人机和人工移动巡检技术，探索输电通道卫星遥感巡视技术；完善相关标准体系，推进协同立体化巡检应用；深度挖掘数据应用价值，融合各类巡检数据与业务信息，建立与智能运检管控平台的数据交互、共享互联通道，深化多系统、多源信息数据融合应用，打造标准化、集约化、精益化、立体化运检专业平台，推动输电线路巡检模式由“人工巡检”向“协同立体化巡检”转变[3]。
参 考 文 献：
[1]乔强；浅析输变电线路运行与维护管理[J]；科技创新与应用；2012（06）
[2]泛在电力物联网在地级供电企业如何落地 电联新媒，顾志伟 杨威 2019-05-15
[3]2018年架空输电线路立体巡检工作方案 运检二〔2018〕21号)
收稿日期：2019年12月22日
论文作者:陈 超
论文发表刊物:《中国电业》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/14
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