风电场无人机巡检的运用研究

2020-12-28 11:32:08 阅读量 729

摘要:文章在对目前风电场的发展以及缺陷、故障现状进行分析之后,基于无人机的分类和特点的介绍,介绍风电场巡检无人机,并对目前常用的几种风电场巡检方式进行对比,展望无人机...

在目前我国社会快速发展的同时,人们对于各种能源的需求量也在随之快速增长,主要表现出对电能的需求量在不断增加以及对电能的依赖程度也在不断提高的发展趋势。因此我国加大了对风电场的开发和建设力度,也在风电技术不断发展的同时,使得风电场大规模在不断扩大,风电的叶片长度和塔筒高度不断增加,同时也增加了风电场的运行维护难度。

加之风电场通常在比较偏远以及环境比较恶劣的地区,容易由于导致风机叶片的各种缺陷问题而影响风电的运行安全。这就需要加强对风电场巡检工作,而且目前比较常用且先进的方式就是无人机巡检的方式。

多旋翼巡检无人机的构成

在目前的风电场巡检中所应用的旋翼巡检无人机,主要的构成部分有动力系统、主体以及控制系统和辅助设备等部分。

其中的荷载类型则主要有可见光系统以及其他系统,其中的可见光系统也主要包括高清摄像机以及高分辨率照相机等,而后者则主要有红外相机以及紫外相机等类型。上述荷载需要在无人机机体的云台进行安装,还要保证安装的稳固性以及图像的稳定性。

最后还有地面站系统部分。此部分主要就是计算机或者手持设备以及相应的软件等部分。通过此部分主要起到的作用就是可以实现无人机的自动起飞和降落,同时还可以实现智能返航以及对航线进行规划和智能跟随等功能。

风电场巡检几种方法比较

目前风电场运行中比较常见的缺陷问题主要就是集中在叶片、塔筒以及机仓中的各种缺陷。针对风电场运行中的上述常见缺陷问题,之前所采用的传统的方法就是通过高倍望远镜或者高空绕行下降的方式来进行目测检查,也就是所说的蜘蛛人的检查方式,还有通过叶片维修平台来进行检查的方式。其中的目测检查重点就针对其运行中的叶片表面故障。

但是针对非表面故障来说,此方法则表现出一定的缺陷,尤其是针对其中比较小的表面损伤或其中的损伤具有较差的观察角度问题。针对上述问题,通常就需要蜘蛛人和叶片维修平台检查的方式来进行彻底的检查,但是上述方式具有较长的检查时间以及较高的检修费用,同时还具有较低的效率,因此也不适合在日常巡检中应用。

因此针对上述各种传统巡检方式的缺点,可以采用无人机巡检方式,也就是将上述可见光相机或者红外相机等荷载安装在无人机上之后,实现对上述容易出现缺陷的叶片、塔筒以及机仓等部位的日常巡检工作。而且还表现出具有精细化的检测效果,可以达到或者超越蜘蛛人的检查效果,实现了目视检测效率的提升以及风电停机检修损失的减少。同时在应用无人机的同时,还可以在搭载红外相机的同时对红外热波探伤技术进行利用,可以实现对叶片或塔筒上缺陷的精准检测,实现检测效果的提升。

在对上述几种巡检方式进行对比可知,采用无人机开展风电场巡检可以达到的效果基本与蜘蛛人以及进行维修平台搭建的方式相当。但是针对螺栓断裂或者叶片内部缺陷的巡检的效果较差,而针对其他类型的损伤检查都表现出显著的优势。因此,这也使得目前的无人机巡检方式成为目前风电场主要的巡检方式,可以实现多方位无死角以及快速巡检,表现出良好的巡检效果以及经济性的优点,也使得此技术在目前的风电场运营中表现出良好的应用前景。

在未来,随着无人机技术的快速发展,还会在应用各种传感器、飞行控制以及视觉感知技术等先进技术的同时,不断对载荷进行更新,实现数据分析处理能力的提高,进而也实现风电巡检效果的提升。

 


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