2019年3月20-21日，由順德中山大學(xué)太陽能研究院、Solarbe索比光伏網(wǎng)、天合光能股份有限公司、智新研究院主辦的2019光伏變革論壇暨第六屆廣東省光伏論壇在廣州隆重舉行。普宙飛行器科技(深圳)有限公司CEO王效杰指出，傳統(tǒng)的光伏電站巡檢工作主要是通過安檢員的定期巡查和上級督查部門的不定期抽查兩種方式，都是采用人工接觸方式，主要存在工效低、周期較長、困難地段難以作業(yè)等缺點，使用無人機助力于光伏電站的全生命周期，在提高系統(tǒng)發(fā)電效率的同時，可大幅降低電站整體投入成本。
以下是王效杰演講內(nèi)容，根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核。
無人機是新出現(xiàn)的事物，也是一個新工具，無人機的出現(xiàn)對國民工業(yè)生產(chǎn)的效率提升得到了一個肯定，這已經(jīng)在各個領(lǐng)域被充分運用。一樣的，無人機對于光伏電站會有一些新變革，這是我們調(diào)研分析的無人機在光伏電站生命全周期流程圖。
設(shè)計階段依靠無人機進(jìn)行設(shè)計施工現(xiàn)場勘測，為項目可行性研究提供數(shù)據(jù)分析，對整個電廠布局進(jìn)行規(guī)劃。第二方面，可以進(jìn)行3D模型的建立，從全局上建立電廠，為后期發(fā)電量建設(shè)提供模型。建設(shè)階段無人機可以提供建設(shè)進(jìn)度的監(jiān)控，了解項目的實施過程和實施進(jìn)度，同時可以捕捉項目建設(shè)階段異?，F(xiàn)象，為項目建設(shè)保駕護(hù)航。第三階段就是運維階段，無人機參與了光伏電站的運維，使得光伏電站運維出現(xiàn)了無人化、集中化、智能化的特點，這樣一來極大改善光伏電站運維的現(xiàn)狀。
光伏電站大家都很了解，有的電站建立在平原，也有的建立在山區(qū)，還有在工業(yè)廠房的房頂，電廠的檢作業(yè)場景是這樣的，一個運維人員拿著專業(yè)檢測設(shè)備逐一巡邏、檢測，這樣務(wù)必帶來以下幾個缺點：第一，勞動強度大，需要運維人員在高度、酷暑、嚴(yán)寒中大范圍巡檢作業(yè)，戶外勞動量可想而知。第二，困難地段運維難以實現(xiàn)，比如山坡、屋頂，運維人員很難到達(dá)，馬上巡視也不容易，作業(yè)地段很困難。第三，這種運維方式注定效率低下，巡檢時間長，最長三、五個工作日才能完成一個巡檢。第四，作業(yè)程序復(fù)雜，流程麻煩。第五，由于巡檢低效率使資源配置很多，需要很多巡檢人員共同開展作業(yè)，資源冗余浪費。
根據(jù)以上五點，基于GDU無人飛行平臺+智能感知+計算機視覺方案，普宙提出人工智能和多傳感器融合全棧式電廠運維解決方案。首先介紹一下這個方案里面采用的硬件平臺，普宙采用了GDU SAGA的品牌，無人機是折疊變形的小型機，方便攜帶、性能強大，具有10公里作業(yè)半徑，最長飛行時間達(dá)到39分鐘以上，最大負(fù)載能力能夠負(fù)載起1公斤物品。
GDU SAGA是一個開放式平臺，主要體現(xiàn)在三點，第一個就是傳感器的開放，首先普宙自己研發(fā)一系列平臺，4K定焦云臺、800×600紅外平臺、高音喇叭等傳感器，同時也提供開放接口，讓各種廠家針對自己應(yīng)用場景開發(fā)自己的傳感器，掛載在無人機平臺上，滿足任務(wù)需求。我們提供SKT二次開放包，基于開放包進(jìn)行數(shù)據(jù)端處理，例如可以用它進(jìn)行更困難的故障檢測。支持合作伙伴開發(fā)自己具有知識產(chǎn)權(quán)、自主品牌的無人機的巡檢產(chǎn)品，滿足專業(yè)領(lǐng)域特定場景的需求。
普宙飛行器成立于2015年5月，源于高德紅外背景，是國內(nèi)軍民融合企業(yè)的排頭兵，有兩大技術(shù)核心，打破歐美的壟斷，開發(fā)出國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的核心紅外芯片。是國內(nèi)唯一具備導(dǎo)彈武器科研生產(chǎn)資質(zhì)是民營企業(yè)，開發(fā)國內(nèi)戰(zhàn)術(shù)級導(dǎo)彈，反坦克導(dǎo)彈就是由高德紅外自主研發(fā)和設(shè)計生產(chǎn)的。普宙雖然成立只有5年，但是在飛行器控制包括動力系統(tǒng)設(shè)置、紅外圖像處理、數(shù)據(jù)鏈有十年以上技術(shù)積累，是軍品技術(shù)向民用技術(shù)的轉(zhuǎn)移。所以基于導(dǎo)彈開發(fā)，普宙在這方面也有深厚的技術(shù)積累。
普宙一直在潛心研究，投入研發(fā)資源2.5億，獲得全套無人機相關(guān)技術(shù)，專利布局覆蓋了無人機的方方面面。普宙核心技術(shù)有三條：第一，全自主紅外熱成像技術(shù)，普宙是國內(nèi)唯一一家具有全體系化紅外相機研發(fā)生產(chǎn)能力的無人機企業(yè)，無人機企業(yè)很多，但是研發(fā)紅外相機的沒有。我們擁有8英寸0.26微米的非制冷紅外探測器專用MEMS生產(chǎn)線。第三，單芯片集成技術(shù)。
我們比較一下國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品和普宙產(chǎn)品的差異，紅色部分就是我們的區(qū)別。國內(nèi)目前普通紅外相機分辨率都是640×512，還是屬于中高端產(chǎn)品，普宙分辨率達(dá)到800×600。第二幀率，電影幀頻至少達(dá)到24Hz以上，普宙能開發(fā)60Hz。還有就是智能控制技術(shù)，我們正在進(jìn)行第四代飛控研發(fā)，是基于視覺傳感、基多傳感器智能控制的技術(shù)時代。第三，單芯片集成技術(shù)，目前國內(nèi)產(chǎn)品都是大組件集成，普宙具有無人機全產(chǎn)業(yè)技術(shù)，可以將所有軟件、算法寫在一個芯片，產(chǎn)品更加小型化、性能更加強大，可靠性和穩(wěn)定性又能夠得到保證。
基于以上硬件平臺，普宙提出的運維方案分三個階段，第一個階段就是3D建模，采用我們的4K可見光傳感器，對整個電廠進(jìn)行模型數(shù)據(jù)的采集。第二個階段就是溫度數(shù)據(jù)的搜集。第三個階段就是AI數(shù)據(jù)分析和處理。
3D建模就是用可見光成像技術(shù)，結(jié)合行業(yè)規(guī)劃自主飛行，對整個電廠進(jìn)行成像，最后采集獲得精細(xì)化數(shù)字地圖，為無人機飛行提供精確保障。模型采集最后能獲得電廠發(fā)電區(qū)域除了地理坐標(biāo)還有高度、面積等信息，包括整個發(fā)電區(qū)域一些建筑、樓宇還有一些樹木障礙物的3D坐標(biāo)信息。說白了，就是在自我生成導(dǎo)航地圖。
第二個階段是溫度數(shù)據(jù)采集，采用紅外熱成像技術(shù)，用飛行平臺掛載上現(xiàn)象另外一個傳感器，紅外成像相機，對整個電廠區(qū)域進(jìn)行航空拍照，當(dāng)然這個過程是基于第一階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行航跡規(guī)劃，采集這么多數(shù)據(jù)之后，在云端進(jìn)行2D拼圖，這樣的地圖可以拼出至少100平方公里面積的溫度數(shù)據(jù)，在溫度數(shù)據(jù)里面，計算機能夠通過計算機視覺、數(shù)字閾值的技術(shù)，能夠檢測出溫度點，對于敏感的溫度點可以進(jìn)行復(fù)飛，可以進(jìn)行更精細(xì)化拍照，獲取更多數(shù)據(jù)信息。
第三階段就是判斷故障點屬于哪個類型，因為我們在這塊不是專業(yè)化的公司，我們雖然是跟光伏廠家一起做了大量的實際試驗，但是這種現(xiàn)象還不一定全面，目前可以檢測到光伏板的模組檢測，可以看到是單節(jié)電芯還是多節(jié)電芯故障現(xiàn)象。還有遮蔽檢測，通過數(shù)據(jù)可以看到電板被植物、環(huán)境物遮擋的現(xiàn)象。還有碎片和污物的檢測，可以看到光伏電板玻璃碎片，也能檢測飛鳥的排泄物。還能檢測管線檢測，可以檢測管線的差異。對比較智能化的，可以追隨太陽的電廠，我們能夠檢測軌道對接情況。還可以進(jìn)行非基態(tài)或脫網(wǎng)組合其的現(xiàn)象還有逆變器和脫網(wǎng)異常，由于受到氣溫、冰雹、洪水、臺風(fēng)破壞的影響。這就是我們對光伏電板的檢測。
我們這套方案也可以對光伏電站其他設(shè)備進(jìn)行精細(xì)化運維，例如輸電塔，采用10倍可見光和紅外，無人機能從多個角度對電塔進(jìn)行拍攝，檢查出絕緣子情況，提前排除隱患。也能對升壓塔和配電站進(jìn)行紅外拍攝，檢測出變壓器漏油，還有設(shè)備連接點的故障和異常。
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