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我国已建成世界上规模最大的电网。电网规模快速增长与运检人员数量有限的矛盾日益突出,传统运检模式难以适应电网快速发展的需求,需要自动化、智能化的运维技术和装备。
国家电网有限公司电力智能机器人技术实验室以人工智能技术为底座,攻关电力机器人、无人机系统相关技术,推动实现智能运检。为了实现“带电作业机器代人、电网设备巡检以机巡为主”的目标,实验室持续攻关,在机器人与无人机智能装备、自主巡检技术、巡检数据智能分析等方面取得了众多成果,为电网运维更智能、更高效提供了技术支撑。
电力机器人的应用由“巡检”向“作业”演进
随着机器人技术研究的深入和大数据、人工智能等技术的应用,机器人在电力行业的应用越来越广泛。实验室历经近20年的探索,研发了变电站智能巡检机器人、室内轨道巡检机器人、阀厅巡检机器人、架空线路车载巡检机器人、架空线路绝缘包覆机器人、输电线路全程巡检机器人等智能装备,覆盖变电、输电、配电等各环节。
巡检类机器人已大规模推广应用,而作业类机器人尚处于起步阶段。近年来,实验室瞄准电力作业场景,探索机器人作业技术,推进机器人的应用由“巡检”向“作业”演进。“强电磁环境下的机器人防护问题是我们首先要解决的问题。在机器人靠近带电体的过程中,当电位差超过间隙击穿电压时,会出现间隙击穿并造成持续的电弧放电。这对机器人造成两种干扰,一种是瞬态电磁场的辐射干扰,另一种是机器人表面的高频电流在其内部的线缆及元件上形成感应电压和电流造成的干扰。”实验室成员李健介绍,“我们基于机器人进、出瞬时强电磁场受到干扰的机理,分析电弧放电时电流幅值、脉冲密集程度等关键指标,提出机器人电位转移电磁脉冲电流及电弧能量暂态抗干扰设计方法,攻克了强电磁场环境下机器人带电作业安全防护技术难题。”
在此基础上,实验室设计了机器人软硬件一体化安全防护方案,并在多款带电作业机器人的研发中应用。2018年,220千伏变电站检修作业机器人研制成功,融合激光、超声、视觉等多源异构信息,实时自主感知作业环境,“一键操作”即可自动连续执行检修作业。2021年,10千伏架空线路带电作业机器人投入应用,具备高空和地面操控两种作业模式。操作人员通过语音控制机器人完成作业任务。2024年,实验室又推出了输电线路压接管X射线检测机器人。它可完成水平双分裂、四分裂下引流线场景无损检测作业,具备220千伏及以下带电作业能力。这些带电作业机器人已经在山东、山西、深圳等地应用,有效降低了作业人员的工作强度,提升了带电作业的安全性。
无人机自主巡检作业系统大幅提高了巡检作业效率
无人机作为具有飞行能力的机器人,是实验室的重点研究方向之一。“伴随低空经济的发展,无人机越来越普及。在电网巡检工作中,无人机已成为日常作业工具。如何进一步挖掘潜力,让无人机更高效地巡检,是我们重点关注的方向。”实验室成员王万国介绍,“我们想探索一种全新的输电线路立体智能运检模式,应用无人机、架空线路车载巡检机器人、电缆隧道巡检机器人等装备,实现输电线路设备和通道环境巡检全覆盖。”
目前,无人机巡检主要依靠人工操控,自动化程度低。为此,实验室提出了基于激光点云的无人机自主巡检方法,实现了无人机巡检航线一键生成与全自主规划,提高了巡检作业的安全性、巡检数据采集的一致性和精准性。同时,实验室研制出基于移动平台和固定平台的无人机自主巡检作业系统,实现无人机远程控制、自动起降和全自主巡检,大幅提高了巡检作业效率。
基于激光点云的无人机自主巡检方法已大规模应用于各地电网中,避免了人为因素导致的拍摄不全、照片质量不高等问题。依托移动平台和固定平台,巡检人员不再需要到现场操作无人机,实现了无人机全自主作业,且巡检更智能、更精细、更安全。
实验室研发的电力机器人已累计应用近3000台
国网智能科技股份有限公司作为实验室具体运行单位,发挥产业化优势,推广多类型电力机器人。目前,实验室研发的电力机器人已累计应用近3000台,有力支撑电网智能运检。
机器人是新兴技术的重要载体和现代产业的关键装备,未来还有很大的发展空间。强化学习、具身智能等技术的兴起为电力机器人巡检、作业智能化水平提升提供了条件。目前,实验室正在开展复杂电力场景下机器人三维语义地图构建及导航规划技术、基于视频语义的电力设备自主嗅探及数据自主采集技术、基于巡检图像语义的电力设备状态前端化分析技术等方面的研究。
实验室将融合机器人、无人机、状态监测等设备的数据采集模式,研判设备实时健康状态和周期变化趋势,研制覆盖空中、地面、地下的系列运维装备,构建“状态全息感知、数据实时分析、工况主动预警”的电网设备运维体系,助力保障电网设备安全稳定运行。
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9月24日,国网北京电缆公司电缆运维班员工应用电缆精益化管理系统,向3千米外电缆隧道内的四足巡检机器人派发巡检任务。此前,国网北京市电力公司应用电力隧道数字建模、监测数据传输和机器人导航等技术,开展“高压电缆数字化无人巡检体系”青年创新项目研究,搭建了电缆隧道四足巡检机器人、无人机立
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3月7日,国网新疆巴州供电公司人工智能配电网带电作业机器人正式“上岗”,完成10千伏发尼线带电接引流线作业。据悉,此次作业应用的是我国自主研发的最新一代RJ13002.0型号配电网带电作业机器人,也是此版本机器人在新疆首次开展现场作业。该机器人算力和智能化程度更高,配备多传感器融合的定位系统
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2024年截至年底,云南电网公司共完成配网带电作业23.51万次,指标完成率高达153.98%,成功减少用户平均停电时间31.17小时,供电可靠率提升0.36%,有效保障用电安全稳定。图为近日,云南电网公司大理剑川供电局开展带电作业,消除线路安全隐患,保障群众温暖过冬。
1月2日,在河北石家庄10千伏南环线综合检修现场,石家庄供电公司全程采用带电作业方式,确保施工期间居民用电不受影响,保障客户冬季安全用电。迎峰度冬期间,石家庄供电公司强化保供保暖应急管理,投入国内单机容量最大的3000千瓦中压发电车,在市区和县域多个点位统筹部署21台中压、低压发电车,网格
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12月6日,合肥供电在全省范围内首次采用“桥接法”带电作业新技术,完成110千伏包河变电站10千伏宣城路43线路的检修和升级改造,进一步提升区域供电可靠性,近万户居民今冬将乐享更放心电。当日,在合肥市包河区宣城路和前进巷交叉口附近,3台大型黄色绝缘斗臂车和1台绝缘吊车打着双闪,整齐排列于道路
近日,南方电网云南玉溪供电局首台带电作业机器人“上岗”作业,开展四街变10千伏七街线干线32杆采用智能机器人+绝缘手套作业法带电搭接分支线引流线作业。智能机器人是适用于配网带电作业场景的电力行业专用机器人,集精准定位、智能控制、安全防护、自动化作业于一体。在操作人员远离高压带电设备的
近日,从国网内蒙古东部电力有限公司获悉,截至3月15日,该公司配网无人机自主巡检总里程达20万千米,大大提升了配网巡检效率。近年来,国网蒙东电力聚焦转变配网巡检方式,构建了“低成本、全自主、规模化”的配网无人机自主巡检体系,并在2024年开始大规模推广应用。该公司推动无人机技术与人工智能
3月13日,在安徽省长丰县庄墓镇,一架无人机从合肥供电公司部署的淮芜3号无人机机场飞出,按照预设航线对1000千伏淮芜线开展自主巡检。淮芜线是1000千伏淮南—上海特高压交流输电示范工程的重要组成部分,平均高度近百米,输送功率约600万千瓦。为提升超高压、特高压线路的运行可靠性,合肥供电公司部
日前,在合肥市长丰县庄墓镇小刘户村,一台无人机自国网合肥淮芜3号机场内飞出,按照设定航线对交流1000千伏淮芜线进行巡检。3月初起,这条世界电压等级较高的交流输电线路合肥段率先具备无人机自主巡检能力。在无人机自主巡检的同时,距离现场约80公里外的国网合肥供电公司输电全景智慧管控中心大屏幕
2月25日,重庆市北供电公司首次应用无人机机巢开展配网架空线路无人机远程自主巡检,实现农网线路巡检自动化、智能化,有效提高线路巡检效率。春节前夕,市北供电公司无人机管控班已完成农网适航区所有重载运行线路的无人机红外测温工作。为进一步加强对线路运行情况的监测和巡查,该公司输电运检中心
2月18日,在青海西宁供电公司电缆运检中心的高压电缆监控中心内,值班员任晓生登录输电线路全景监控平台高压电缆智能运检模块,控制几十千米外的电缆隧道智能巡检机器人沿着隧道中的架空轨道巡检110千伏杨乐线。25分钟后,机器人完成了高压电缆的红外热成像测温、环境及气体检测等任务,确认电缆运行状
1月5日,辽宁沈阳供电公司克服了配电网体量大、结构复杂等不利因素,在辽宁省同领域范围内率先完成了城区配网线路无人机航线规划,共计完成824条、长度4350.48千米的巡检航线规划。目前,该公司已累计完成巡检任务4080.75千米。城区配网线路实现了无人机自主巡检全覆盖。“传统的人工巡检效率低、灵活
据了解,南方电网深圳供电局目前已在深圳89处关键站点部署了101台无人机机巢,将3600多公里的输电线路纳入覆盖范围,率先在全国实现超大城市电网输电线路无人机机巢自主巡检全覆盖。
27日上午,随着作业平台指令的发出,部署在深圳市福田区一220千伏变电站机巢内的无人机随即被唤醒,飞往预先设定好的某输电线路杆塔进行精细化巡检工作。据南方电网深圳供电局介绍,截至12月27日,深圳已在全市各区变电站、区供电局、高压电缆终端场等89处关键站点部署了101台无人机机巢,将全市非禁飞
12月10日,国网南通供电公司组织完成对500千伏绿骥线等线路开展输电通道隐患卫星遥感巡检和隐患智能化普查工作,此次巡检是南通地区首次自主利用卫星遥感开展500千伏输电通道隐患普查。一直以来,500千伏输电通道隐患普查工作主要依靠人工巡视。随着电力巡检技术进步,塔上摄像头、无人机开展输电通道
北极星输配电网获悉,11月15日,国网苏州供电公司自主研发的无人机多机巢异地起降自主巡检系统正式上线运行。该系统能实现无人机在多个机巢间的精准起降和充换电,作业效率较“一机一巢”巡检方式提升2.5倍以上。据介绍,该系统的应用打破以往无人机与机巢的“一对一”绑定关系,通过多机巢组网、异地
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