无人机在电力工程中的应用
无人机技术在智能电网中的典型应用及发展趋势
无人机技术在智能电网中的典型应用及发展趋势
一、无人机技术在智能电网中的典型应用
1、远程检修
运用无人机技术进行远程检修，可以节约大量的人力和物力，减少工程中的安全隐患，降低电力系统运行成本。
目前，无人机可以实现在电力线路上的高空状况检测，可以进行地线的拉拔测试，也可以用于电缆的耐压检测、外壳的应力检测等多种检测需求。
2、智能执行
无人机可以进行自动化测量、高空检测和智能服务，实现远程、自动化的电力网智能执行。
这可以满足电力系统电源管理、负荷调度、电网维护、安全管控等智能服务。
无人机可以直接定位到故障点，并及时巡视、检查，对电网的安全和稳定性具有特别重要的优势。
3、引起报警
在电网运行中，电力设备的变压器、绝缘子、大面积电力线路等设备在运行过程中往往会发生破坏，此时无人机可以有效检测电力设备状况，发现异常情况及时发出报警，提醒工作人员处理故障。
4、电源管理
无人机可以采用高精度测量仪器进行远程测量，实现安全、高效的电源管理。
其测量的数据可以为电力系统提供支撑，为电网安全运行提供台账记录，更好地支持健康运行。
二、发展趋势
1、智能识别技术。
无人机在电力行业中的应用
172020.7（总第243期）无人机在电力行业中的应用随着科技的不断发展，直升机、无人机、机器人等先进技术被越来越广泛地应用到电网运行、建设中。
本文收集整理了无人机在电力行业中的一些科普知识。
一、无人机是什么无人机是无人驾驶飞机的简称(Unmanned Aerial Vehicle)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。
按照不同平台构型来分类，无人机主要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大平台，其它小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等。
固定翼无人机是军用和多数民用无人机的主流平台，最大特点是飞行速度较快;无人直升机是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停;多旋翼(多轴)无人机是消费级和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间(起降需要推力)，但操纵简单、成本较低。
二、行业标准2013年，中国民用航空局（CAAC）下发《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，业界普遍认为这代表着无人机规范管理迈出了第一步。
在电力行业，无人机主要被应用于架空输电线路巡检，为此国家电网发布了Q/GDW 11383-2015《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、南方电网发布了《架空输电线路机巡光电吊舱技术规范(试行)》、中电联发布了DL/T 1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》，对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范。
三、电力行业常用的无人机类型（一）多旋翼无人机是现在最常见的款式，靠多个旋转式机翼产生推力实现飞行，通常具有三个及以上旋翼轴，通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼旋转产生升推力；通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的姿态、方向等。
这种无人机的体积小，重量轻，拥有便携的优点。
同时，这种无人机容易操作，运行可靠，无论悬停、直升、盘旋等动作都可以轻松做到，操作人员上手非常快。
浅谈无人直升机在输电线路工程中的应用
１ 无 人 直 升 机 在 输 电线 路 工 程 领 域 展 放牵 引 绳 ： 误差较大 ， 为 了保 持 滑 翔 状 态 ， 动 力伞 必 的使 用 人 力 展放 牵 引绳 ， 这 是 最 原 始 的施 工 须 以一 定 速 度 飞行 ，难 以 以 低 速 飞行 或 随着 电网 建设 的 日益 完 善 ， 电力 线 路 方 式 ， 适合 一般跨越 ， 但 是施工效 率低 ， 悬停 ， 一 旦 飞行 过程 中错 过 了塔 位 ， 就 只 的覆 盖 面 也越 来 越 广 泛 ， 输 电线 路 工 程施 而 且 对 于特 殊跨 越 并 不 一定 适 用 。 能重 新 放 ； （ ３ ） 如 果 两 个 塔 之 间 的 高 差 较 工 也越 来 越 经 常 遇 到 各 种 特 殊跨 越 的 问 题， 如跨越河道， 铁路， 高速公路及 其他 带 电线路 等 ， 现 有 的 各 种常 见 的 施 工方 式 均 存 在着 一 定 局 限性 ， 所 以通 过 无人 直 升 机 来填补现有技术 的缺陷， 达到提高工作效 率， 降低工程造 价的 目的． 现 今 输 电 线 路 施 工 领 域 面 对 跨 越 主要 采 用 以下 方 式 来
摘 要： 本 文根 据现 今科 技 趋 势发展 和 环境 变化 ， 探 讨 了无人 直升 机 在 电力 线路 工程 领 域 的应 用 ， 并 通过 实践 经验 ， 结合 实 际机型 设备 ， 对 无人 直升机 在 电力 线路 应 用前景 、 优缺 点 等方 面作 出了分析 ， 并就 如 何 实现 无人 直 升机 在输 电线路 工程 应 用 作 出了建议 ， 并 为工程 用 无人机 的 选择提 供 了数 据参 考 。 关 键词 ： 无 人直 升机 ； 飞行 控制 系统 ； 展放 牵引绳 ； 小型 张 力机
无人机在电力系统中的应用及发展方向
无 人机 在 电力 系统 中的应 用及 发 展 方 向
刘 国嵩， 贾继 强
（ 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 ， 春 １０ ３ ） 长 ３０ ３
摘
要： 现代科技 的发展使得无人 机技 术的应用逐步拓展 到 民用 电力 系统建设 中。介绍 了无人 机
Байду номын сангаас
系统 在电力工程基础建设规划 、 地形测量 、 线路巡检 以及 应急 响应等几方 面 的应用 ， 并对今后 的发展 进
东北电力大学学报
第３ ２卷
计阶段 ， 可增加野外控制车的方法并利用野外测量数据优化航测高程信息等 ， 从而获得 １ １ ０ ： ００比例尺 的地形图。为站址布置及优化提供影像 、 高程等详细的基础资料 ， 减少测绘强度 ， 提高规划效率。 ２０ ０９年 ３月 ， 中南 电力 设计 院采用 无人 机低 空摄影 测量 技 术进 行大 比例尺 测 图实 验 ， 于 ２ １ 并 ００年 设立《 无人机低空摄影测量在电力工程中的应用研究》 大型科研项 目， 对无人机低空摄影测量作业 的流 程、 测量精度进行 了研究。为了确保地形图的高程精度 ， 提出采用高程面状拟合的办法对无人机低空摄 影高程数据进行处理 ， 以满足工程测量大比例尺用 图的要求。通过江西某特高压变 电站地形 图测量项 目的实践检 验 ， 明该 科研 项 目取得 了 良好 的效果 。图 １为低 空摄 影 测量 作业 的流 程 和江 西 某特 高 压 证 变电站备选站址正射影像图。
１ 无 人 机各 种 电力 应 用
无 人机 测绘 系统 具备 高灵 活 、 响应 、 成本 、 时等特 点 。与卫 星遥 感和 普通航 空遥 感相 比 ， 其 快 低 实 尤
在低空获取光学图像 、 输电线路规划 、 站） 厂（ 址地形图像获取 ， 无人机测绘系统拥有不可代替的作用。 同时 ， 还在灾 害 应急 响应方 面具 有重 要作 用 。 １ １ 输 电线 路规 划 ． 在各种类型电站输 电线路走廊规划中， 利用无人机测绘系统对规划 区域进行详细的测绘 ， 并高效地 获得 相应 参考 数据 ， 有效 减小 地面 现场 不利 环境 对 勘测 的不利 影 响 。通 过 分析 数 据 ， 虑相 关 因素 ， 可 考 各工程项 目 关系协调 ， 充分利用有 限的通道资源 ， 使线路走 向和区域规划更加合理。２ １ 年 ５月 １ ０１ ８ 日， 重庆 电力 设计 院利 用无人 机 测绘技 术 ， 仅用 ｌ ５天时 间 ， 成 了重庆 ２０千 伏张 秀线 的数 字航 空摄 影 完 ２ 任务 。标志无人机航拍测绘技术首次运用于重庆电网输 电路径优化设计工作中， 优化 了输 电线路路径 ，
无人机在电力工程测量中的应用
无人机在电力工程测量中的应用摘要：伴随着无线通信技术、航空遥感测绘技术、GPS导航定位技术及自动控制技术的发展，很多军用的技术已经拓展到了民用的设施中，其中最具代表性的就是无人机技术的运用，无人机的航空遥感测绘技术更可以很好的完成对电力测绘的任务。
本文主要介绍在电力测量中的应用。
关键词：无人机；电力测量1无人机概述1.1无人机定义无人机是无人驾驶飞机的简称（Unmanned Aerial Vehicle），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，民用行业中最常用的就是固定翼和多旋翼无人机。
1.2无人机摄影测量概述无人机低空摄影测量技术，以获取高分辨率数字影像为应用目标，以无人驾驶飞机为飞行平台，以高分辨率数码相机为传感器，通过３S技术在系统中集成应用，最终获取小面积、真彩色、大比例尺、现势性强的航测遥感数据。
无人机低空摄影测量主要用于基础地理数据的快速获取和处理，为制作正射影像、地面模型或基于影像的区域测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据。
1.3.2导航系统导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。
无人机载导航系统主要分非自主（GPS等）和自主（惯性制导）两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，因此多种导航技术结合的“惯性+多传感器+GPS+光电导航系统”将是未来发展的方向。
2无人机在电力测量中的应用无人机的测绘系统有很多的优点，其中就包括实时性、成本低、响应快、灵活度高等特点。
和传统的实测与卫星遥感相比，更是有很多的优势，它可以在低空取得光学图像、地址地形图像、输电线路图像，这一点上无人机有着其他测绘和监测方式不能取代的作用。
不仅如此，无人机的应用在灾害应急处理等方面液起着很重要的作用，对灾难的预警可以起到意想不到的作用。
2.1 规划输电线路在对各种各样类型的输电线路进行走廊规划的时候，对规划的区域要进行详细的信息采集和测绘工作，最好的方式就是采用无人机的测绘系统，这样不仅可以在获得数据的时候实现高效的特性，减少重复勘测，还可以在多方面降低环境对信息采集与勘测的影响。
无人机系统在电力行业中的应用
无人机系统在电力行业中的应用摘要：无人机技术由于效率高、成本低、风险低等优点，近年来得到了广泛的应用，尤其在电力监理中，已经成了智能巡检电力电路的主要手段。
其有效的实现了多角度、多方位的高空巡检和拍摄工作，为及时发现电路中存在的问题提供了准确的依据，有效的促进了我国监理工作水平的提升。
关键词：无人机系统；电力行业；应用1 无人机的分类我国的无人机技术不断的发展，制造出的无人机种类也是越来越多，应用到不同的领域之中。
无人机无人机形态各异、应用广泛，致使其在尺寸、无人机质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度、飞行任务等多方无人机面都存在较大差异。
中国民用航空局在制定的《民用无人驾无人机驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》中，从空机质量、校无人机正空速、升限高度三个方面对无人机进行了分类。
2 无人机特点伴随着我国科学技术水平的不断提升，地理空间信息技术也获得无人机了非常快速的进展，第一，无须机场起降。
无人机的起飞有滑跑、手抛、弹射等方式，一般地面平坦，视野开阔的场地即可实现起降，不需专用跑道，场地可灵活选择，受地面地形的限制较小。
第二，对天气条件不作较高要求。
无人机能在云下飞行航摄，也能在超低空环境下飞行，这一点相较于一般的航空摄影与卫星光学遥感更具优势，即便在云层较多的环境下也能实时获取到影像。
第三，系统集成度较高。
无人机系统中包含了飞行控制装置、数码相机传感器、全球定位系统设备、通信系统与飞行平台、集成惯性导航装置等，随着诸多设备技术的高速发展，系统整体集成技术的成熟度愈来愈高。
第四，影像分辨率高、现势性强。
无人机系统由于可以低空作业，能够获取地面分辨率高于5cm的影像，分辨率高，影像清晰。
另外，无人机可以快速便捷执行飞行任务，获取的数据在现势性方面优势更加明显。
3 无人机现状分析近年来，我电力行业发展迅猛，电网建设在全国的每一个地方落地生根。
随着无线通信技术、GPS导航定位技术和自动控制技术的发展，无人机的发展速度逐渐加快。
无人机技术在电力行业中的应用研究
无人机技术在电力行业中的应用研究随着我国电网建设的发展，布设线路的规模不断扩大，公里数持续增加，且由于这些线路绝大多数架设在野外，所处的地理环境复杂，周围气象条件多变，无疑给电力线路巡检、线路规划及线路架设作业带来了极大的挑战与不便，考虑利用无人机来替代人工巡线等工作，可以减少作业难度、较好的提高工作效率、从而减轻作业人员的工作量并降低工作危险系数，具有重要的现实意义和价值。
本文结合实际业务的开展，基于云大物移技术重点研究介绍了无人机的关键技术以及无人机技术在电力行业中的应用探索。
标签：无人机;电力线路巡检;云大物移;机巡数据中心随着经济发展速度的不断加快，无人机作为全球新一轮科技产业革命的核心与热点，将成为中国经济增长的新动力。
我国加大对无人机的研究与应用，推动无人机产业走向了国际市场，并以产品的形式在市场上创造了新的奇迹，目前，我国绝大部分无人机厂商实现了从制造到创造的升级转型，自主创造的无人机也逐步应用于各行各业中。
在电网方面，我国电网布设线路的规模不断扩大，架设线路的公里数持续增加，且由于这些线路绝大多数架设在野外，所处的地理环境复杂，周围气象条件多变，铁塔、导线、绝缘子和避雷器等电力设备在各种环境、外力的长期作用下，不可避免地会出现损坏、腐蚀或断股等问题，较传统的方式是采用人工巡线模式，但这种方式应用于电网架空线比较危险，需要大量的人力和物力，且巡检工作质量和效率均相对较差[1]。
因此，采用无人机技术开展对电网架空线更加高效准确的巡检应用具有重要的现实意义和价值。
1 无人机技术研究现状无人机是无人驾驶飞机的简称（UA V），是一种由动力驱动、可操控、无人驾驶却能携带多设备、执行多任务，并可重复使用的无人驾驶航空飞行器[2]，也被称为“空中机器人。
广义地看临近空间飞行器（从20公里至100 公里空域）也属于无人机，如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。
1.1 国外无人机技术研究现状国外无人机的研究特别是美国无人机主要聚焦在军用领域，民用无人机相比于军用无人机发展较晚。
无人机在电力输电线路的各种应用
片或者航拍 图片对走廊 的清理 等工程 量进行统计 ，通过 比较 各种路径方 案经济性来选择实施方 案。这两种方法在实 际应
用 中都 存 在 局 限 性 。卫 星 图 片 由 于 卫 星 收 到 轨 道 和 过 顶 时 间 的 约 束 ， 时 效 性 差 ，无 法 实 现 实 时观 测 ， 会 经 常 出现 地 形 地
２ ２ ０ ｋ Ｖ 张秀线工程项 目规划 中，为 克服 重庆 地区地形条件复
杂等 因素的限制 ，首次应用无 人机 实现 了十 五天 完成 航空测 绘 。该航空测绘 的高质量 数字影像优化 了输 电线 路路径 ，极
大 减 少 了工 程 投 资 。
求 。近年来 ，无人机 技术突飞猛进 ，在 电力各领域 中广泛得
到 应 用 ，弥 补 了传 统 人工 的不 足 。
１ ． ２ 输 电线路 测量
在输 电线路地形测量 中，对 于导线至导线底 部物 体的测
量 使 用 较 多 的方 法 是 使 用 经 纬 仪 。但 是 ，使 用 经 纬 仪 测 量 中 ， 经 过 林 区 的 测 量 通 道 有 时 无 法 清 理 ，或 视 野 受 地 形 限 制 ， 需
黄谨益
（ 广西大学电气工程 学院，广西 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ １ ）
【 摘 要 】无人机技 术由于其可控制 、可携 带多种任务设备 、机动性 强等特性 ，被 广泛应 用于输 电线路规 划、输 电线路测 量 、输 电线路巡视、 灾难应急响应、输电线路 架设 等电力各领域 ，有效提 高电力工程基础设施作 业效 率、提升 电力系统 的维护 水 平 ， 弥补 了传 统 人 工 作 业 的 不 足 。 【 关 键 词 】无 人 机 ； 电力 系统 ；输 电 线路 ；应 用 【 中图分类号 】Ｔ Ｍ７ ２ 【 文献标识码 】Ａ 【 文章编号 】１ ０ ０ ８ ． １ １ ５ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ９ － ０ ０ ８ １ ． ０ ３
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无人机在电力工程中的应用
摘要：随着我国无人机技术的逐渐发展，基于不同技术需求的无人机设备被广泛应用于各行各业中，以实际工程应用发展为根本的为无人机在电力系统中的应用金玉不为我国电力系统的测量范围、测量精确度、测量路线巡检等提供了基础支持。
因此，论文就无人机搭载不同设备在电力工程中的应用进行分析，为实际电力工程测量中无人机的搭载设备选择奠定基础。
关键词：无人机；搭载设备；电力工程；应用
前言：近几年随着我国整体社会经济的逐渐发展和建立，国家在电力系统建设上投入了更多的资金，完成电力工程的技术研发和工程创新。
但是，由于我国整体区域较为广阔，为电力工程的整个工作带来了巨大的挑战，无论是在电力线路规划，还是在电力地形区域测绘上，传统的人工测量费时又费力，不仅影响了电力工程进度，还影响了电力工程的质量[1]。
而随着无人机技术的创新发展，以无人机为基础的搭载各种设备，进一步为我国电力工程的开展提供了技术保障。
无人机在线路规划、地形测量、电力巡检等方面不受到地形的影响，节省了大量的人力、物力和财力，降低了电力工程的测量、施工难度，为工程质量和安全的优化提供了技术保障。
1.无人机搭载数码相机在电力工程中的应用
数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机，利用无人机搭载技术能够事项对电力工程系统区域的直观图片成像。
例如，在电力线路规划的过程中无人机搭载数码相机能够通过数码相机转换的电子数据形成所在电力线路区域的平面成像，获取相关线路假设所在区域的深林、水域、山体等地理结构划分，降低了大量人力进入线路架设区域的勘测，节省了大量的人力、物力和财力。
而利用无人机搭载数码相机在电力工程中也能够利用其光学影像转换电子数据的基础上实现地形区域电子数据档案建立，3D立体成像技术，实现测量区域地形的3D历程模型建立，更加直观的反应所测地形的基本结构[2]。
因此，能够看出无人机搭载数码相机在电力工程中的应用范围较广，且应用作用显著，具有重要的应用价值。
2.无人机搭载激光雷达设备在电力工程中的应用
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。
以无人机为基础待在激光雷达设备能能够完成对测量目标的探测、跟踪和识别。
无人机搭载激光雷达设备在电力工程中的应用主要是利用低机载LIDAR地面三维数据获取方法实现低成本、高密度、快速度、高精准的地形区域策测绘[3]。
无人机本身在地形测量上就具备不受地形区域限制的也正，在利用激光雷达光学设备，针对电力系统站的部署位置，降低无人机的测量高度，进而对所规划区域的地形数据进行册测绘，实现了高精度、快速性的电力工程地形测量。
但是，由于激光雷达设备在大雨、浓烟、浓雾等天气激光的传播范围会缩小，进而严重影响测量的范围和准确性。
因此，无人机搭载激光雷达设备并不适合雷雨、大雾等不良天气下进行工程测量。
3.无人机搭载DEM设备在电力工程中的应用
DEM，数字高程模型，是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插的一种测量方式。
DEM设备主要用于描述区域地貌形态的空间分布，其在电力工程中的应用包含前期电力线路规划、地形区域测绘、电
力线路架设等方面。
但是，无论在电力工程的何种阶段应用无人机搭载DEM技
术其根本就是利用平面坐标进行数据采集，进而金准的在三维坐标中绘制电力工
程所需测量区域的地形地貌，并且能够利用等高线实现立体模型构建，从根本上
保障了电力工程区域地貌形态空间的准确性，为电力工程的整体测量精确度和准
确度的提升提供了技术支持[4]。
此外，由于DEM能够实现数据化以手扶跟踪和
半自动采集，并且以内插的方式生产DEM模型，其在线性与双线性内插上的作用，实现了电力工程测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤等多方面的测量，对
电力工程的发展意义重大。
4.无人机搭载DSM设备在电力工程中的应用
DSM，数字表面模型，其主要是对低保建筑物、桥梁和数目等高度的地面高
程模型法。
无人机搭载DSM设备在电力工程中的应用能够实现对地标高程信息
的测量，针对电力工程所在森林生长情况和山体高度等进行数据搜集整理。
在实
际电力工程应用的过程中无人机搭载DSM技术能够实现对整体电力工程系统的
森林生长情况进行测量，进而降低人工对森林生长的监控，在最大限度上降低制
备自然生长对电网系统的带来的影响。
无人机搭载SDM设备在电力工程中的应
用进一步增加了电力工程的整体安全性，对电力工程的建设和维护具有重要的应
用价值和意义。
5.无人机搭载DOM设备在电力工程中的应用
DOM，文档对象模型，其主要是指利用数字高程模型（DEM）对航空航天影
像进行正射纠正、接边、色彩调整、镶嵌，并按照一定范围裁切生成的数字正射
影像数据集。
在实际应用的过程中建立影响文件，利用相机参数设定和审核，完
成影响代号的设置，根据影响资料所提供的坐标、焦距、像素、影像数据标签等
实施参数代码的处理，进而完成影响文件校验，进一步实现无人机在哦电力系统
中实践活动的电力线路架设工作，为电力工程系统的整体改进和优化奠定了基础。
此外，利用无人搭载DOM设备能够实现对电力线路规划和数码影像资料的文档
校验，进一步提高整个电力工程测量的精确度和完整性，为我国电力工程的发展
奠定基础。
总结：综上所述，随着无人机及其相关技术的逐渐发展，利用无人机搭载不
同设备能够完成电力工程电力线路规划、地形区域测绘、常规电力巡检、自然灾
害应急处理、电力线路架设等工程任务的勘测，进而为电力工程的整体优化提供
技术保障，从根本上促进我国电力工程的建设和发展。
参考文献：
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