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光伏電站偵察兵:智能無人機助力電站巡檢

來源:金鴻泰瀏覽量:790發布日期:2018-04-12


      不久前,谷歌人工智能圍棋軟件AlphaGo 在與圍棋名將李世石的人機大戰中以4:1的總比分輕松碾壓李世石。一夜之間,人工智能引發了全球性的關注。AlphaGo的勝利,恰似宣告了一個嶄新的“人工智能”時代的來臨。
      放眼現代人類的生活,從蘋果手機的智能Siri到上海迪尼斯樂園爆紅的超萌智能垃圾箱,從無人駕駛的智能汽車到引領潮流的智能無人機,在不知不覺中,人工智能已經悄然滲透到人類生活的方方面面。人工智能固然火了,而與人工智能類似的是,最近“光伏+”模式也是大有席卷而來的趨勢,光伏+農業、光伏+儲能、光伏+扶貧、漁光互補、水光互補等新興詞語已成為了家喻戶曉的熱點詞匯。人工智能和“光伏+”模式兩個熱點的同時興起,更讓人容易聯想到“光伏+智能”的發展新模式。而事實上,業內人士對 “光伏+智能”的探索早已開始。
      光伏+智能 電站巡檢新模式
      當前,人工智能在光伏電站中的運用和研究主要集中在電站運維方面,而對如今飛速發展的光伏行業來說,人工智能在光伏電站巡檢中的應用顯得尤其重要。根據OFweek行業研究中心數據顯示,到2020年全球公用事業規模光伏運維市場將達到390GW。面對如此龐大的市場規模,如何通過運營維護來提高光伏電站的發電效率、降低運維成本,保障光伏電站收益的最大化,已成為電站業主和投資者們最為關心的問題。
      長期以來,光伏電站項目的選址多在平原、山坡、工商業大型廠房屋頂等無明顯陽光遮擋的區域,而且光伏電站建設規模普遍較大。較大的建設規模和偏僻的選址決定了光伏電站運維巡檢工作超強的復雜程度及難度。常規的人工巡檢方式不僅需要耗費大量的人工及時間成本,同時巡檢人員工作也存在一定的危險性。如此一來,光伏電站的后期運維巡檢成了電站業主的一塊心病。而人工智能的發展,給光伏電站巡檢指明了一個新方向。結合光伏電站運維巡檢的技術要求與特點,諸多電站業主以及光伏企業家都不約而同的瞄準了智能無人機技術。在不少光伏業內人士眼中,智能無人機技術已成為了光伏電站運維巡檢的新出路。

    
無人機巡檢光伏電站(圖)

      電站巡檢偵察兵:智能無人機
      智能無人機在電力線巡檢中的運用早已不新鮮,如今國內多地的電網電力線巡檢都采用了無人機,并取得了不錯的效果。但是,智能無人機在光伏電站巡檢中的應用還是鮮有耳聞。
事實上,在光伏電站巡檢中,由于光伏電站設備數量龐大,人工巡檢光伏電站往往很難發現其存在的隱患。而且,人工巡檢常常受地形影響,無法到達一些區域,從而產生巡檢盲點。與此同時,人工巡檢遇到大型光伏電站時,巡檢頻次很難達到要求,導致很多電站故障無法及時發現,而這些難題遇到無人機都將迎刃而解。
      智能無人機普遍搭載紅外成像相機和可見光成像相機,兩者結合,能精確全面的采集太陽能電池板的豐富信息。除此之外,智能無人機還搭載計算機智能終端,可通過熱信號的生成來確定太陽能電池板受損情況,在高空實現對光伏組件熱斑效應等問題的查看。在光伏電站的日常巡檢中,無人機可以提供包括組件紅外檢測、組件表面灰塵檢測、組件裂紋破損檢測、組件遮擋檢測等在內的組件檢測,還能實現實時監測、分析、智能診斷等功能,以達到對光伏板灰塵覆蓋,表面破損,發熱等故障的診斷和隱患的精確定位。
      另外,根據每次巡檢數據的累積,以及系統其他數據的整合,無人機獲取的海量數據可進行挖掘分析,對易出現故障區域以及故障周期等等做出有效分析和預測。此外,智能無人機的投入運用,使得光伏電站不再需要大量人力值守,這將進一步降低光伏電站的運維成本,同時也提高了電站的經濟效益。
      總體而言,智能無人機操作靈活、簡便、高效,相比于常規的人工巡檢,智能無人機巡檢具備以下優勢:
      1.巡檢效率高,大幅縮減光伏電站巡檢所需人數及巡檢時間,節省人力運維成本,具有更高的經濟效益;
      2.智能無人機機動性高,它在空中飛行可以不受地面障礙物等的限制自由移動。針對光伏電站幅員遼闊,地形起伏等特點,運用無人機巡檢省時又省力;
      3.全自動飛行診斷,結合歷史數據分析,可對光伏電站進行全面評估,還可對電站故障的出現進行有效預測;
      4.提升了電站巡檢頻次,有效提高電站巡檢效率與精確性;
      5.解決了電站建設類型不同,組件難于巡檢的難題,及以往人工巡檢可能帶來的人員安全問題。
      省時省力省錢 無人機智能巡檢診斷

      目前,多數光伏企業對于智能無人機技術仍處于觀望階段,甚至有不少的企業家對智能無人機在光伏電站巡檢中的可運用性還持懷疑態度。而少數堅持創新的光伏企業經過幾年的技術攻關,已經在智能無人機光伏電站巡檢領域取得了突破性進展。
      以光伏電站故障智能診斷知名企業金鴻泰為例,該公司近年來一直致力于用包括智能無人機在內的先進技術開拓光伏電站的高效智能化運維,其研發的無人機智能巡檢診斷系統成功驗證了無人機巡檢應用于光伏電站的可行性,在智能無人機光伏電站巡檢領域的開發應用已經進入試驗階段。行業專家認為,智能無人機在光伏電站巡檢中可運用性的驗證,必然會在業內掀起一波針對智能無人機的投資狂瀾。可以預見的是,隨著技術的完善,無人機將在光伏電站運維中實現更多的功能,成為光伏電站合格的偵察兵。
      光說不練假把式,到底無人機巡檢有沒有理論上的那樣好用,還得實踐出真知。下面以金鴻泰“SolarFly?速福來?”金鴻泰無人機智能巡檢診斷系統在內蒙古托克托縣40MW光伏電站的試飛為例,看看智能無人機在光伏電站巡檢中的實際效果。與以往無人機巡檢不同的是, “SolarFly?速福來?”金鴻泰無人機不再只是相機與傳感器的載體,而是以“智能無人機+人工智能”為理念打造出來的具有卓越智能分析診斷能力的智能無人機。
      下面是今年3月份金鴻泰智能無人機巡檢光伏電站試飛傳回地面的光伏電站實時圖片,從圖片上電站運維人員可以實時掌握光伏電站的運行情況,再結合計算機分析,對光伏電站的各組件設備的工作情況就有了準確的了解。

      可見光圖像



圖1:飛行高度35米



圖2:飛行高度10米

      圖1和圖2分別為無人機飛行高度在35米和10米時傳回地面的可見光圖片,通過可見光圖片我們可實現組件遮擋、組件表面灰塵、組件表面裂紋等檢測。
      紅外圖像



   


圖3:飛行高度25米


      圖3為無人機在飛行高度為25米情況下傳回地面的紅外圖像。通過紅外圖像,我們能發現光伏電站的熱斑現象并精確定位,紅外圖片結合計算機分析,就可獲得電站運行的一些關鍵數據,從而實現對光伏電站發熱等故障的診斷。




圖4:無人機飛行照片

      在這次試飛過程中,智能無人機完成整個40MW光伏電站的信息采集只用了2.5個小時。事實證明,智能無人機將采集到的信息實時圖傳至地面端,驗證了智能無人機巡檢可以檢測到組件、匯流箱等設備的問題。其他諸如組件灰塵檢測、組件熱斑檢測、組件遮擋檢測、組件污垢檢測、組件裂痕檢測、組件不發電檢測、組件防反二極管損壞檢測、組件背板劃傷以及匯流箱發熱等設備故障、隱患也一一精確地檢測出來。
      那么,智能無人機巡檢光伏電站可以帶來哪些經濟價值呢?
      首先,采用無人機巡檢光伏電站,使得在電站運維過程中“無人值班、少人值守”成為現實,大大節省了人力資源。以一個40MW的大型地面光伏電站為例,按照傳統運維模式,巡視人員不僅每天要看組件是否損壞,還要拿電流表逐一檢測,需要2名巡檢人員花費3-4天才能巡視一遍。而采用無人機巡檢只需要1-2個人操縱與配合,這樣可以大大降低電站巡檢的人工成本。其次,采用智能無人機全部巡檢光伏電站一次只需要約3小時,與人工巡檢相比大大縮減了巡檢周期,提升了巡檢的工作效率。其三,智能無人機巡檢的高效性為解決電站故障提供了便利,方便電站運維人員及時快速地處理電站故障問題,提高了光伏電站的發電效率,帶來巨大的經濟價值。換句話說,智能無人機是以更小的成本創造了更大的經濟效益。
      毫無疑問,相對于人工巡檢,智能無人機巡檢的主要優勢已是顯而易見的了。它能夠輕松解決長期以來存在的光伏電站巡檢難題,提高巡檢效率,降低人工巡檢成本,同時還能提升電站的發電效率。既實用又高效,還十分經濟實惠。另外,無人機在設備故障診斷、故障精確定位等方面的功能,也是令人工巡檢望洋興嘆。而最讓人驚喜的是,它還可以結合大數據平臺,對獲取的海量數據進行分析,從而對易出現故障的區域以及故障周期等等做出有效分析和預測。
      不得不說,金鴻泰無人機智能巡檢診斷系統在內蒙古托克托縣40MW光伏電站成功運用,初步驗證了無人機智能巡檢診斷系統應用于光伏電站的可行性,進一步表明智能無人機完全可以勝任光伏電站的日常人工巡檢部分工作。
      技術革新 開拓光伏電站巡檢的未來
      目前,無人機巡檢尚存在一些技術難題亟待突破。譬如說,無人機在脫離操作者的視界之后,還無法實現自主飛行,極有可能因為撞上障礙物而墜毀,再加上國內相關制度的不完善以及標準的缺失,智能無人機系統在光伏電站的大規模發展依然任重而道遠。
      無論如何,智能無人機在光伏電站巡檢中的表現是非常值得肯定的,畢竟人工巡檢無法彌補的缺陷以及智能無人機的諸多優勢,都決定了智能無人機將在未來占領光伏電站巡檢市場,從而極大地彌補人工巡檢的不足。
如今,無人機在光伏電站巡檢領域的應用已經吸引了大批光伏企業的注意。在光伏運維強大的市場需求下,以無人機得天獨厚的優勢,將會有越來越多的光伏企業爭相布局。洶涌如潮的電站投資帶來的將是技術的爆發,以目前無人機技術的發展速度,智能無人機或將在短期內開啟光伏電站運維的新時代。可以預見,未來的光伏電站巡檢,將會是智能無人機的天下。

 

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