風(fēng)能作為全球最重要的清潔能源之一，近年來(lái)發(fā)展迅速，風(fēng)電裝機(jī)容量持續(xù)增長(zhǎng)，風(fēng)電機(jī)組也日益大型化。這一發(fā)展趨勢(shì)也給風(fēng)電安全運(yùn)維帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。

據(jù)中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)生的倒塔、火災(zāi)燒毀、關(guān)鍵部件失效等大型事故數(shù)量近三年呈上升趨勢(shì)，其中葉片問(wèn)題尤為突出，占比高達(dá) 44%。風(fēng)機(jī)葉片的日常巡檢與維護(hù)已成為保障風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)巡檢方式存在局限性

傳統(tǒng)人工巡檢主要采用兩種方式：高空吊籃作業(yè)和地面望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)。

高空作業(yè)中，檢修人員需在搖晃的吊籃內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，不僅存在墜落風(fēng)險(xiǎn)，且在動(dòng)態(tài)環(huán)境下，難以對(duì)葉片表面進(jìn)行精準(zhǔn)檢查。地面望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)則受限于距離和角度，極易遺漏葉片表面的細(xì)微裂紋等初期損傷。

人工檢測(cè)單臺(tái)風(fēng)機(jī)往往需要 1-2 個(gè)工作日，且手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)的誤差率較大，更難以形成標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)報(bào)告和系統(tǒng)性的分析結(jié)果。

人工高空吊籃作業(yè)和望遠(yuǎn)鏡巡視

相比傳統(tǒng)人工巡檢，常規(guī)無(wú)人機(jī)巡檢方案雖提高了效率，但仍有技術(shù)瓶頸：首先，對(duì)飛手專(zhuān)業(yè)度要求極高，飛行姿態(tài)的細(xì)微偏差將影響巡檢質(zhì)量；其次，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)集成度復(fù)雜、第三方遙控器軟件的穩(wěn)定性難以保證；此外，數(shù)據(jù)處理完全依賴(lài)人工，耗時(shí)長(zhǎng)且準(zhǔn)確性較低。

當(dāng)前，傳統(tǒng)巡檢方式難以滿(mǎn)足現(xiàn)代化風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維需求，亟需更高效、更智能的巡檢解決方案。

Matrice 4 系列無(wú)人機(jī)巡檢風(fēng)機(jī)：全自動(dòng)作業(yè)，高效又簡(jiǎn)便

今年，大疆行業(yè)小型無(wú)人機(jī) Matrice 4 系列發(fā)布。大疆行業(yè)生態(tài)廠商圖知科技基于 Matrice 4 系列無(wú)人機(jī)，為風(fēng)機(jī)葉片靜態(tài)巡檢提供一套高效、自動(dòng)化的解決方案。該方案能夠適應(yīng)不同場(chǎng)景下的風(fēng)機(jī)巡檢作業(yè)，一起來(lái)看看詳細(xì)的工作流。

在正式巡檢前，需要先建立完善的風(fēng)機(jī)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。工作人員將風(fēng)機(jī) GIS 坐標(biāo)、輪轂高度、葉輪直徑等關(guān)鍵參數(shù)整合入庫(kù)，為后續(xù)巡檢作業(yè)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)信息

針對(duì)待檢風(fēng)機(jī)，工作人員利用 Pilot 2 插件能力，將風(fēng)機(jī)信息數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入 Pilot 2 地圖中，再在 Pilot 2 上規(guī)劃風(fēng)機(jī)的粗模航線(xiàn)任務(wù)。

生成風(fēng)機(jī)粗模航線(xiàn)

系統(tǒng)自動(dòng)生成建模航線(xiàn)后，Matrice 4 系列無(wú)人機(jī)自主執(zhí)行巡檢任務(wù)，通過(guò)全方位環(huán)繞飛行的方式，精準(zhǔn)采集風(fēng)機(jī)多角度的高清影像數(shù)據(jù)。

采集完成后，工作人員選擇“本地建模”，依托 Pilot 2 本地高性能計(jì)算能力，僅需 2 分鐘即可完成風(fēng)機(jī)三維模型的快速重建。

遙控器直接生成風(fēng)機(jī)粗模

Pilot 2 分享出風(fēng)機(jī)粗模數(shù)據(jù)，生態(tài)廠商系統(tǒng)（圖知）將自動(dòng)識(shí)別風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)特征。在設(shè)置相機(jī)變焦倍數(shù)、安全飛行高度及巡航速度等關(guān)鍵參數(shù)后，系統(tǒng)將生成與風(fēng)機(jī)實(shí)際姿態(tài)相匹配的精細(xì)化巡檢航線(xiàn)，并將巡檢航線(xiàn)導(dǎo)入 Pilot 2 執(zhí)行。

巡檢航線(xiàn)可智能追蹤葉尖運(yùn)動(dòng)軌跡，確保葉片關(guān)鍵部位全覆蓋拍攝。從粗模獲取到模型解析，再到巡檢航線(xiàn)規(guī)劃，整個(gè)作業(yè)流程均可在遙控器完成，無(wú)需外接電腦。無(wú)人機(jī)在執(zhí)行巡檢任務(wù)時(shí)，能夠自主適應(yīng)風(fēng)機(jī)狀態(tài)，無(wú)需反復(fù)調(diào)整葉片姿態(tài)，大幅提升了作業(yè)效率和便捷性。

自動(dòng)生成精細(xì)化巡檢航線(xiàn)

Matrice 4 系列無(wú)人機(jī)廣角相機(jī)具備 4800 萬(wàn)有效像素，能夠在安全距離內(nèi)獲取風(fēng)機(jī)的高清可見(jiàn)光照片，精準(zhǔn)捕捉葉片上的每一處細(xì)節(jié)。無(wú)人機(jī)自動(dòng)執(zhí)行航線(xiàn)任務(wù)，全程無(wú)需人工干預(yù)，省時(shí)又省心。

無(wú)人機(jī)執(zhí)行航線(xiàn)任務(wù)

值得一提的是，Matrice 4 系列無(wú)人機(jī)還支持 AR 飛行軌跡功能，可實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)的路線(xiàn)規(guī)劃，在降落時(shí)還能顯示無(wú)人機(jī)近地投影，幫助操作人員確認(rèn)目標(biāo)降落位置，確保作業(yè)安全。

AR 投射輔助作業(yè)安全

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，僅需“無(wú)人機(jī)+遙控器”設(shè)備即可完成，一人一機(jī)輕裝上陣無(wú)負(fù)擔(dān)。每臺(tái)風(fēng)機(jī)巡檢時(shí)間壓縮至 20 分鐘以?xún)?nèi)，效率較傳統(tǒng)方式提升數(shù)十倍。

系統(tǒng)智能檢測(cè)海量樣片：精準(zhǔn)識(shí)別風(fēng)機(jī)缺陷

外業(yè)任務(wù)完成后，內(nèi)業(yè)缺陷識(shí)別同樣至關(guān)重要。以往，面對(duì)無(wú)人機(jī)采集的海量照片，工作人員需要逐張檢查，不僅效率低，還容易出現(xiàn)漏檢。如今，巡檢數(shù)據(jù)上傳云端后，智能算法可快速準(zhǔn)確地識(shí)別缺陷。

系統(tǒng)自動(dòng)將無(wú)人機(jī)拍攝的照片進(jìn)行智能拼接，生成完整的風(fēng)機(jī)全景圖像?；谠搱D像，智能檢測(cè)算法可精準(zhǔn)識(shí)別各類(lèi)缺陷，準(zhǔn)確率高達(dá) 90%，并自動(dòng)生成可視化分析報(bào)告。這大幅減少了人工分析的工作量，綜合成本較傳統(tǒng)方法降低了 65%，為后續(xù)維護(hù)決策提供了科學(xué)依據(jù)。

多張無(wú)人機(jī)照片疊加生成完整風(fēng)機(jī)圖

風(fēng)機(jī)缺陷報(bào)告

目前，這套全新的風(fēng)機(jī)巡檢方案適配大疆 Matrice 4E/4T/4D/4TD 無(wú)人機(jī)。從獲取風(fēng)機(jī)粗模數(shù)據(jù)到自動(dòng)的精細(xì)化巡檢，無(wú)人機(jī)高效作業(yè)，避免了人員高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，作業(yè)門(mén)檻低，飛手通過(guò) Pilot 2 簡(jiǎn)單點(diǎn)擊便能自動(dòng)完成巡檢。內(nèi)業(yè)方面，數(shù)據(jù)處理依托智能檢測(cè)算法，生成可視化專(zhuān)業(yè)報(bào)告，助力風(fēng)電場(chǎng)智能化運(yùn)維。

在能源轉(zhuǎn)型與數(shù)字化浪潮下，大疆行業(yè)無(wú)人機(jī)自動(dòng)化巡檢風(fēng)機(jī)的方案，為風(fēng)電行業(yè)提供了切實(shí)可行的巡檢方案，有效提升了風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)效率和安全性，推動(dòng)風(fēng)電行業(yè)邁向更高效、更安全的新階段。