无人机在光伏电站运维巡检中的应用有哪些？（上）

文摘 2024-11-11 18:47 河北

下图，为一无人机清洗地面集中式光伏电站，光伏电站运维人员使用的高度智能化无人机搭载射流喷枪对大片的光伏组件进行清洗，这种清洗技术正逐渐的应用于光伏电站中。随着无人机技术的科技的发展，智能化无人机技术在光伏电站的各个领域、各个生产环节被逐渐使用，今天，我们主要来说无人机在光伏电站巡检中有哪些具体的应用！

一、无人机巡检的背景

以光伏发电为主的新能源场站，经常面临着，光伏组件隐裂、组件热斑及光伏组件损坏等故障导致的光伏电站火灾、光伏阵列倾倒等意外事故。

为避免此类事故的发生，光伏电站的运维人员会定期对光伏组件及输变电线缆进行巡检，排查，以避免上述意外事件的发生，保障光伏电站的正常运行。

目前，我国的光伏电站的类型复杂多样，除了以地面集中式和屋顶分布式的两种主流的光伏电站形式以外，还衍生了渔光互补光伏电站、农光互补光伏电站以及水面漂浮式光伏电站等。

大型集中式地面光伏电站多建设于远离城市的沙漠、山地、丘陵之上。集中式光伏电站占地面积广阔，少则几百亩多则上千亩土地，这也给光伏电站运维人员带来了极大的工作量。

分布式光伏多建设于工商业厂房、个人住宅的屋顶之上，具有分布稀疏的特性，这使光伏运维人员的巡检、清洗工作极为不便；很多运维人员需要攀爬至厂房或农户住宅的屋顶之上面临着高空坠落的风险。

渔光互补和漂浮式光伏电站就不说了......

二、无人机巡检的模式

传统光伏电站巡检后，运维人员需要分析大量光伏组件图像数据，非常耗费人力和时间成本。

通过无人机巡检光伏电站可以同时利用计算机视觉和人工智能技术，对包含大面积、集中化的光伏区航拍，然后再进行智能图像分析，大大提高了巡检诊断效率，更能有效降低人为因素的影响。

光伏运维数智化需求日益突出，“降本增效”的运维理念需要贯彻落实，光伏电站无人机自动化巡检成为了解决当下光伏电站运维难题的突破口。

1、无人机快速巡检

基于光伏电站的不同类型、规模以及地域特性，需定期（每周、每月或每季度）对光伏发电场站进行全面巡检。这一过程中，主要利用无人机技术对站区全域实施高空扫描，以此实现故障的全方位统计。通过这种方式，能够快速且准确地诊断问题，并结合智慧化手段进行故障类型的孪生复现，从而有效评估站区内光伏组件的故障状况及其基本类型。

无人机15兆瓦/小时的高效巡检能力，使得巡检效率相较于人工巡检方式有了数十倍的提升。系统能够自动识别并诊断故障，迅速捕捉如热斑、组串短路、组串开路等常见故障。

通过结合数字孪生技术，系统能够精确定位故障位置，并以直观的方式复现故障的类型与具体位置，为运维人员提供了清晰明了的故障信息。

2、无人机精细化巡检

将无人机被部署于各光伏阵列，执行组件故障的细致排查与精确诊断任务。采用了一个更为全面和详尽的故障分类诊断模型，相较于无人机快速巡检模式，精细化的模式能够提供更加细致且多样化的故障分类结果和深入的评估分析。

无人机精细化巡检工作涵盖了碎裂、光斑现象、异物遮挡、二极管失效以及运维机器人故障等多种故障与潜在风险。我们为阵列区域或整个电站的组件建立了详尽的健康档案，对各类故障的历史数据进行精确分类与统计。

利用所收集的数据，借助大数据叠加算法，光伏运维人员能够深入分析阵列区域或整个电站的故障发生趋势，为后续的运维工作提供有力支持。

3、无人机巡检的具体应用

（1）光伏电站图像实时传输

（2）光伏电站故障自动诊断和定位

光伏组件面临多种故障与问题，从物理损伤到电气故障，再到外部环境干扰等多个方面。具体来说，包括光伏组件的碎裂、光斑现象、表面蒙尘、异物遮挡、二极管失效、组串短路、组串开路、运维机器人故障，以及异物或人员非法侵入等。此外，还有一些特殊的外观问题，如蜗牛纹和背板发绿。这些故障和隐患对光伏系统的正常运行和发电效率构成了不同程度的威胁。

为了有效应对这些故障，需要进行故障的自动诊断和定位。通过无人机先进的监测技术和算法，系统能够自动识别并定位故障点，为运维人员提供准确的故障信息，从而及时采取措施进行修复。

借助智能化分析平台和故障数据分析以及解读算法可视化工具，可以实现了从图像优化处理、故障精准识别归类、到故障位置精确复刻，再到自动化巡检报告生成的一站式智能化管理流程。

（3）输电线路巡检

无人机输变电线巡检可以融合了“红外+可见光”双重识别技术，通过多模态分析精准识别杆塔故障，并结合先进的高密度三维点云特征提取技术，有效应对了集电线路巡检中杆塔数量多、巡检路径复杂以及无人机飞行安全难以保障等挑战。

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