浅谈无人机在光伏电站巡检中的应用.pdf

第 卷第 期红水河 年 月 新能源发电浅谈无人机在光伏电站巡检中的应用邓拥正，杨 健（中国安能集团第一工程局有限公司，广西 南宁）摘 要：针对光伏电站巡检的现状和存在的问题，笔者提出基于无人机的光伏电站巡检技术，阐述无人机技术的基本原理及适用于光伏电站巡检的无人机类型和技术要求，详细介绍视觉巡检、热成像巡检和电气参数测试等方法在光伏电站巡检中的具体应用，总结出无人机应用中存在的问题并提出相应的解决方案，并提出无人机巡检技术未来的发展方向。应用结果表明：该技术具有高效、准确、安全等优点，并且可以大幅降低巡检成本；基于无人机的光伏电站巡检技术是一种有效的解决方案，可以促进光伏电站的运行管理和维护工作。未来还可以结合人工智能等新技术对无人机巡检技术进行升级和优化，以更好地满足实际需求。关键词：无人机；光伏电站；巡检中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：开放科学（资源服务）标识码（）：引言随着光伏电站的不断发展和普及，其安全运行和维护成为了一个重要问题。传统的巡检方式需要耗费大量的人力物力，并且存在一定的安全风险。而无人机技术的出现，为光伏电站的巡检提供了新的解决方案。本文旨在探讨无人机在光伏电站巡检中的应用，分析其优势和局限性，并对未来的发展进行展望。首先，介绍了无人机技术的基本原理和分类；随后，详细阐述了无人机在光伏电站巡检中的具体应用，包括视觉巡检、热成像巡检、电气参数测试等；接着，针对无人机技术在光伏电站巡检中存在的问题，如数据处理、安全保障等方面进行了深入 收稿日期：；修回日期：第一作者简介：邓拥正（），男，广西梧州人，工程师，主要从事网络信息化管理工作。：。红水河第 卷分析，并提出相应的解决方案；最后，对无人机巡检技术的未来发展进行了展望，认为该技术将会越来越成熟，成为光伏电站巡检的主流方式之一。通过本文的研究，可以更好地了解无人机巡检技术在光伏电站中的应用，为光伏电站的安全运行和维护提供更加高效、精准的解决方案。光伏电站巡检技术应用的背景和需求 应用背景光伏电站是利用太阳能发电的设施，由于其具有清洁、可持续发展等优点，在全球范围内得到了广泛的应用。然而，光伏电站在长期运行过程中也会出现各种问题，如组件老化、线路故障、设备损坏等，这些问题可能导致电站发电量下降、停机维修，甚至安全事故的发生，给电站运营带来不小的影响，因此，对光伏电站进行定期巡检和维护显得尤为重要。由于光伏电站通常分布在较为偏远或复杂地形区域，传统的巡检方式需要耗费大量的人力物力，并且存在一定的安全风险，因此，寻求一种高效、精准、安全的巡检方法成为了当务之急。应用需求近年来，无人机技术的快速发展为光伏电站巡检提供了新的解决方案。通过搭载相应的传感器和设备，无人机可以实现对光伏电站设备、线路、组件等的监测和检测，从而及时发现并处理异常情况，保障光伏电站的安全运行和及时维护；同时，无人机巡检具有高效、精准、安全等优点，可以大幅提升巡检效率和质量。因此，无人机技术在光伏电站巡检中的应用已经成为一种趋势，并且得到广泛关注和研究。传统的光伏电站巡检方式以及存在的问题传统的光伏电站巡检方式主要包括人工巡检和定期维护。其中，人工巡检不仅需要耗费大量的人力物力，而且存在一定的安全风险。由于光伏电站所处的位置通常较为偏远或地形复杂，而且光伏电站设备数量庞大，使得巡检工作更加困难和耗时。同时，人工巡检也容易出现漏检、误判等问题，导致异常情况未能及时被发现和处理。另外，传统的定期维护方式也存在一些问题：首先，定期维护周期较长，可能会错过某些突发故障；其次，定期维护需要停机维修，影响电站的正常运行；最后，定期维护还需要投入大量的人力物力，成本较高。综上所述，传统的光伏电站巡检方式存在着效率低、精度不高、安全风险大、成本高等问题。这些问题限制了光伏电站的可靠性和安全性，对电站的经济效益和社会效益产生了负面影响。无人机技术的基本原理和分类无人机技术是指利用无人驾驶的飞行器完成各种任务的技术。其基本原理是通过搭载相应的传感器和设备，实现对目标区域的监测、检测、拍摄等操作，并将数据传输到地面控制中心或云端服务器进行处理和分析。根据不同的应用场景和功能需求，无人机可以分为多类：）固定翼无人机：采用固定翼结构，具有长航时、高速度、大载荷等特点，适合于执行大范围的巡检和勘查任务。）旋翼无人机：采用旋翼结构，具有垂直起降、悬停、低空飞行等特点，适合于执行近距离的巡视和拍摄任务。）（垂直起降与水平飞行）无人机：采用混合结构，能够在垂直方向上起降，在水平方向上飞行，兼具固定翼无人机和旋翼无人机的优点，适合于执行复杂环境下的作业任务。）多旋翼无人机：采用多个旋翼结构，具有稳定性好、灵活性强等特点，适合于执行低空飞行、近距离拍摄等任务。）水下无人机：采用水下推进器结构，能够在水下执行各种勘查和检测任务。）飞艇无人机：采用气囊结构，具有悬停稳定性好、载荷大等特点，适合于执行长时间的监测和巡视任务。以上是常见的几种无人机类型，可以根据实际需求选择使用不同类型的无人机。适用于光伏电站巡检的无人机类型及技术要求适用于光伏电站巡检的无人机主要是固定翼无人机和多旋翼无人机。其中，固定翼无人机具有长航时、高速度、大载荷等特点，适合于执行大范围的巡视和勘查任务；而多旋翼无人机则具有稳定性好、灵活性强等特点，适合于执行低空飞行、近距离拍摄等任务。在选择无人机进行光伏电站巡检时，需要考虑以下技术要求：）航程和续航能力。为了巡检覆盖整个光伏 第 期邓拥正，杨 健：浅谈无人机在光伏电站巡检中的应用电站区域，无人机需要具备能飞行较长的航程和续航能力，以保证巡检效率和准确性。）搭载传感器和设备。无人机需要搭载相应的传感器和设备，如红外相机、高清相机、雷达等，以实现对目标区域的监测、检测、拍摄等操作，并将数据传输到地面控制中心或云端服务器进行处理和分析。）自动化控制系统。无人机需要配备自动化控制系统，包括导航系统、遥控系统、姿态控制系统等，以实现精准的飞行控制和任务执行。）安全保障系统。无人机需要配备安全保障系统，包括避障系统、自动返航系统等，以确保在巡检过程中不会发生碰撞或意外情况。）数据处理和分析能力。无人机需要具备数据处理和分析能力，将采集到的数据进行处理和分析，并生成相应的报告和建议，为光伏电站的运维管理提供支持。适用于光伏电站巡检的无人机需要具备长航时、高精度、稳定性好、安全可靠等特点，以满足对光伏电站的巡视、监测和维护需求。无人机在光伏电站巡检中的应用无人机在光伏电站巡检中的应用非常广泛，可以通过视觉巡检、热成像巡检、电气参数测试等多种方法实现对光伏电站的全面监测和维护，具体如下：）视觉巡检。无人机搭载高清相机或摄像头，可以对光伏电站进行全方位的拍摄和录像，以发现可能存在的缺陷和故障。例如：可以通过拍摄太阳能板表面来检查是否有裂纹、污染、腐蚀等问题；也可以通过拍摄支架结构来检查是否有松动、变形等问题。）热成像巡检。无人机搭载红外相机，可以对光伏电站进行热成像巡检，以发现可能存在的温度异常和局部损坏。例如：可以通过热成像技术来检测太阳能板表面的温度分布情况，以判断是否存在局部损坏或阻塞；也可以通过热成像技术来检测电缆连接处的温度变化，以判断是否存在接触不良或过载等问题。）电气参数测试。无人机搭载电气参数测试设备，可以对光伏电站进行电气参数测试，以发现可能存在的电路故障和性能问题。例如：可以通过测试太阳能板的输出电压、电流等参数来判断是否存在损坏或老化；也可以通过测试逆变器的输入电压、电流等参数来判断是否存在接触不良或过载等问题。无人机在光伏电站巡检中具有高效、准确、全面的优势，可以大大提升光伏电站的运维管理水平，保证其正常运行和发电效率。无人机在光伏电站巡检中存在的问题及解决方案无人机在光伏电站巡检中的应用已经取得了很大的进展，但仍然存在一些问题需要解决。以下是存在的问题及针对这些问题提出的相应解决方案：）数据处理。无人机采集到的数据量庞大，如何高效地进行处理和分析是一个难点。解决方案可以是引入人工智能技术，通过深度学习等算法来实现自动化的数据处理和分析，从而减轻人力负担。）安全保障。无人机在飞行过程中可能会遭受干扰或攻击，如何确保其安全是一个重要问题。解决方案可以是加强通信加密、使用防护罩等措施来确保无人机的通信传输安全和飞行安全；同时，在设计无人机时也应考虑到其结构和材料的耐久性和抗干扰能力。）飞行规划。无人机在巡检过程中需要按照特定的路线进行飞行，如何合理规划飞行路径是一个关键问题。解决方案可以是利用 技术和遥感技术，对光伏电站区域进行三维建模和图像识别，以确定最佳的飞行路径和巡检点。）人员培训。无人机需要专业的操作人员进行控制和维护，如何提高人员的技能水平是一个重要问题。解决方案可以是加强培训和考核，建立完善的管理体系，确保操作人员具备必要的技能和素质。针对无人机在光伏电站巡检中存在的问题，需要采取多种手段来解决，包括引入新技术、加强安全保障、优化飞行规划等方面。只有通过不断地改进和完善，才能更好地发挥无人机在光伏电站巡检中的作用。无人机巡检技术未来发展的方向无人机巡检技术在未来的发展中，将会有以下几个方面的进步和改善：）智能化。随着人工智能技术的不断发展，无人机巡检技术也将越来越智能化。通过引入深度学习、图像识别等算法，可以实现数据自动化处理和分析，从而提高巡检效率和精度。）多功能化。未来的无人机巡检技术将会具备更多的功能，如声波检测、气象监测等。这些新红水河第 卷功能的加入将使得无人机巡检技术更加全面和综合。）自主化。未来的无人机巡检技术将会更加自主化，即无须人为干预就能完成任务。例如，可以利用自主飞行技术和避障技术，让无人机自主地执行巡检任务，从而降低人力成本和飞行风险。）安全性。未来的无人机巡检技术将会更加注重无人机的安全性。例如：可以采用更加先进的通信加密技术和防护罩设计，以保护无人机的通信传输安全和飞行安全；同时，在设计无人机时也应考虑到其结构和材料的耐久性和抗干扰能力。未来的无人机巡检技术将会更加智能化、多功能化、自主化和安全化。这些改进将使得无人机巡检技术在提高光伏电站运维效率和降低运维成本方面发挥更大的作用。结语随着光伏电站建设规模的不断扩大，其运维工作也变得越来越重要。而传统的巡检方式存在效率低、安全风险高等问题，因此需要一种新型的巡检方式来提高运维效率和保障安全。无人机巡检技术应运而生，它具有高效、安全、节能等优点，可以对光伏电站进行全面、精准地巡检。本文通过对无人机巡检技术在光伏电站中应用进行研究和分析，总结了其具有的优点和存在的问题，并提出了相应的解决方案。首先，我们认为无人机巡检技术具有显著的优势：无人机可以快速地到达目标区域，利用高清摄像头和红外线探测器等设备对光伏电站进行全面、精准的巡检；同时，无人机还可以避免人员登高作业带来的安全风险，大大提高了巡检的安全性；此外，无人机还可以实现自主飞行，从而降低了人力成本和飞行风险。然而，无人机巡检技术也存在一些问题，如数据处理精度、通信安全性等。为了解决这些问题，我们提出了相应的解决方案，例如：在提高巡检精度方面，可以采用深度学习和图像识别技术来实现数据自动化处理和分析；在保障通信安全和飞行安全方面，可以采用先进的加密技术和防护罩设计。最后，我们认为无人机巡检技术具有广泛的应用前景。未来，随着人工智能技术和自主飞行技术的不断发展，无人机巡检技术将会更加智能化、多功能化、自主化和更具安全性。综上所述，无人机巡检技术是一种高效、安全、节能的新型巡检方式，其应用前景十分广阔。我们期待未来无人机巡检技术不断创新和完善，以满足日益增长的需求和应对挑战。参考文献：王浩，闫号，叶海瑞，等基于无人机的光伏电站智能巡检红外技术，（）：席志鹏，楼卓，李晓霞，等集中式光伏电站巡检无人机视觉定位与导航浙江大学学报（工学版），：（）：李赛无人机快速巡检光伏电站中异常光伏组件的方法太阳能，（）：王家万无人机巡检在荒漠光伏电站中的应用研究太阳能，（）：奚能业光伏电站无人机巡检路径优化杭州：浙江大学，（责任编辑 秦凤荣）（上接第 页）王启灯主动柔性防护网在葫芦门水库边坡防护工程中的应用水利科技，（）：西南交通大学，四川奥思特边坡防护工程有限公司，四川省交通勘察设计研究院有限公司国际领先的坡面地质动力灾害柔性防护系统中国公路，（）：李旭红大管棚超前支护技术在高速公路隧道施工中的应用交通标准化，（）：陈建胜边坡柔性防护技术在岩质边坡工程中的应用江西建材，（）：赵雷，张丽君，余志祥，等泥石流柔性防护系统耦合作用数值模拟防灾减灾工程学报，（）：佚名被动型柔性防护网边坡防护施工方案（）：蒋勇机械伤害事故的原因及预防安全、健康和环境，（）：（责任编辑 秦凤荣）