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无人机如何高效巡检光伏场站?

无人机巡检光伏场站完整流程

整个流程可以概括为五个核心阶段:准备阶段、执行阶段、数据处理阶段、分析报告阶段、以及后续维护阶段

无人机如何高效巡检光伏场站?-图1
(图片来源网络,侵删)

第一阶段:准备工作

这是确保巡检顺利进行和安全高效的基础,至关重要。

  1. 任务规划与目标设定

    • 明确巡检目标: 本次巡检的主要目的是什么?
      • 日常巡检: 全场普扫,发现明显异常。
      • 重点排查: 针对特定区域或已知问题进行精细检查。
      • 专项检测: 如热斑检测、EL/IV电致发光测试等。
    • 确定巡检范围: 整个光伏场站、特定阵列、或某几排组件。
    • 规划航线:
      • 软件规划: 使用专业航线规划软件(如大疆的 DJI GS Pro智航无人机CloudControl 等),导入场站的CAD图纸或卫星地图。
      • 航线模式:
        • 井字形/之字形航线: 最常用,确保每块组件都被拍到,重叠率通常设为70%-80%。
        • 环绕航线: 用于检查逆变器、箱变等大型设备。
        • 手动航线: 用于复杂地形或需要特殊角度拍摄的场景。
    • 设定飞行参数: 飞行高度(通常15-30米)、飞行速度、拍照间隔(确保组件清晰)、悬停点等。
  2. 现场勘查与风险评估

    • 环境检查:
      • 天气: 查看天气预报,确保风速、降水、能见度等符合飞行要求(通常风速<5级,无雨)。
      • 地形: 检查场地是否平整,有无障碍物(树木、电线、建筑物等)。
      • 电磁环境: 远离高压电线、通信基站等强电磁干扰源。
    • 安全评估:
      • 人员安全: 划定安全飞行区域,设置警戒线,禁止无关人员进入。
      • 设备安全: 检查光伏板表面是否湿滑,避免无人机降落时损坏。
      • 电磁干扰: 确认场站内无大型设备正在进行启停等强电磁操作。
  3. 设备准备与检查

    无人机如何高效巡检光伏场站?-图2
    (图片来源网络,侵删)
    • 无人机: 选择合适的机型,多旋翼无人机(如大疆Mavic 3 Enterprise、Matrice 300 RTK)是主流,灵活稳定。
    • 任务载荷:
      • 可见光相机: 用于检查组件破损、脏污、遮挡等物理损伤。
      • 热成像相机: 核心设备,用于检测热斑、接线盒发热、组件内部缺陷等电气问题。
      • 变焦相机: 用于远距离检查细节,如接线盒螺丝是否松动、电线是否破损。
      • RTK模块: 用于高精度定位,确保航线精准,图像可追溯。
    • 电池与配件: 准备充足的电池、充电器、备用遥控器、数据存储卡、对讲机等。
    • 设备检查清单:
      • 无人机: 螺旋桨安装牢固、机身无损伤、云台正常。
      • 遥控器: 电量充足、信号正常、摇杆校准。
      • App: 固件最新,地图加载正常,航线规划无误。
      • 载荷: 相机、传感器工作正常,已正确校准。

第二阶段:现场执行

  1. 现场布署与起飞

    • 召开班前会: 明确各人员分工(飞手、地勤、安全员),沟通应急预案。
    • 架设起降点: 选择开阔、无遮挡的硬质地面作为起飞点。
    • 设备连接与自检: 连接遥控器与无人机,开机后进行自检,确保所有系统正常。
    • 解锁起飞: 确认安全后,执行起飞程序。
  2. 按计划执行飞行任务

    • 实时监控: 飞手通过遥控器和App实时监控无人机的状态(电量、信号、位置、高度)。
    • 图像预览: 观察实时图传画面,确保图像清晰,构图合理。
    • 应急处理: 如遇突发情况(如强风、信号丢失、设备故障),立即执行应急程序(如返航、降落)。
    • 数据备份: 每块电池飞行结束后,及时将照片和视频导出到移动硬盘,防止数据丢失。
  3. 任务结束与返航

    • 确认电量: 确保返航电量充足(通常建议留30%以上)。
    • 执行返航: 手动或自动执行返航指令,无人机自动飞回起飞点上方。
    • 精准降落: 观察降落过程,确保平稳着陆。
    • 设备回收: 关闭无人机和遥控器电源,整理设备。

第三阶段:数据处理

飞行产生的海量原始数据需要经过处理才能用于分析。

  1. 数据导入与整理

    • 将所有数据(照片、视频、飞行日志)从存储卡导入到电脑中。
    • 按日期、任务区域等建立文件夹进行分类归档。
  2. 图像拼接与正射校正

    • 使用专业软件(如大疆的 DJI TerraPIX4Dmapper 等)对拍摄的可见光和热成像照片进行拼接。
    • 生成整个光伏场区的正射影像图热力图,这个过程可以消除透视畸变,生成一张“上帝视角”的、比例准确的平面图。

第四阶段:智能分析与报告生成

这是将巡检数据转化为有价值信息的关键步骤。

  1. AI智能识别与分析

    • 将拼接后的图像导入到光伏AI分析平台(如大疆的 GridEye麦田能源伏达 等第三方平台)。
    • AI自动识别缺陷: 平台利用深度学习算法,自动识别图像中的各类缺陷,并标记位置。
    • 常见识别类型:
      • 热斑效应: 在热力图上以高亮红色显示。
      • 组件裂纹/破损: 在可见光图上标记。
      • 组件脏污/遮挡: 标记被鸟粪、灰尘、杂草等遮挡的组件。
      • 接线盒异常: 检测接线盒烧毁、发热或脱落。
      • 组件背板黄变/烧焦: 识别组件老化问题。
  2. 人工复核与确认

    • AI并非100%准确,需要经验丰富的工程师对AI标记的缺陷进行人工复核。
    • 确认缺陷的真实性、严重程度,并排除误报。
  3. 生成巡检报告

      • 概览信息: 巡检日期、场站名称、无人机型号、飞行时长、覆盖面积等。
      • 缺陷统计: 按类型(热斑、破损、脏污等)和严重程度(紧急、重要、一般)进行分类统计。
      • 缺陷详情页: 每个缺陷都有独立的页面,包含:
        • 现场照片: 清晰展示缺陷。
        • 热力图/可见光图: 标注缺陷在阵列中的精确位置。
        • GPS坐标: 精确定位,方便维修人员找到。
        • 缺陷描述与建议处理方案。
      • 全场正射影像图: 作为场站的电子档案。
    • 报告输出: 生成PDF、Excel等格式的报告,方便存档、汇报和分发。

第五阶段:后续维护与闭环管理

  1. 工单派发

    • 根据报告中的缺陷位置和严重程度,生成维修工单,派发给相应的运维人员。
    • 工单中应包含缺陷的GPS坐标、照片和描述,大大提高维修效率。
  2. 维修与复检

    • 维修人员根据工单找到并修复缺陷。
    • 对于严重缺陷(如热斑),修复后可安排无人机进行局部复检,确认问题已解决。
  3. 数据归档与知识库更新

    • 将巡检报告和维修记录归档,形成场站的健康档案。
    • 将新的或罕见的缺陷案例补充到知识库,用于优化AI模型,提高未来识别的准确性。

关键要点总结

  • 安全第一: 严格遵守飞行安全规程,做好风险评估。
  • 规划先行: 好的航线规划是高效、高质量数据采集的基础。
  • 载荷是核心: 热成像相机是发现电气隐患的关键,不可或缺。
  • AI提效: AI分析平台将运维人员从海量图片中解放出来,实现了从“人找问题”到“系统报警”的转变。
  • 闭环管理: 巡检不是目的,发现问题并解决问题、形成管理闭环才是最终价值。

通过以上标准化的流程,无人机巡检能够实现对光伏场站快速、全面、安全的自动化监测,显著提升光伏电站的运营维护效率和发电收益。

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