无人机,如何成为风电场的“CT扫描仪”?

2020-12-28 11:55:26 阅读量 262

摘要:一旦风电场在运行中出现故障,都存在人工检修困难、不够及时的问题,因此对风电场故障诊断与预测中人工智能技术的研究已显得十分必要。

到风电场建设阶段,无人机及其数据获取之后的应用便不止是“扫描仪”这么单薄了。

以南方复杂地形的项目来说,其机位点吊装面积较为有限,多面临平台坡度大但吊装面积小的问题。这一问题增加了风电机组吊装难度,对吊装方案的设计提出更高要求。科学的吊装方案,不仅要保证后期吊装的正常开展,也需精准评估施工量和施工成本,对预选机位点做出合理性、经济性分析。

结合多年项目施工经验,针对南方复杂山地项目自主开发了象腿工装、预埋基座等小平台吊装方案,包括现在行业内常用的吊装方案在内,其实施的关键问题都在于最优利用吊装平台,实现工装、基座、大部件及吊装器械的合理摆放。

目前针对小平台的吊装方案,设计主要分为两类,其一需要经验丰富的工程师现场踏勘,根据现场情况做出合理分析和设计,方案科学与否依赖于工程师的技术水平和吊装经验,这种方法需要耗费较多的人力成本;其二是借助于测绘地形图对平台地形的描述,基于平面拟合等方法重建山体特征后,模拟场坪效果和吊装平台场景。方案的模拟效果和设计精度与测绘地形图精度密切相关,目前风电场地形图大多等高距为2~5米,即2~5米间距内的地物特征难以体现。同时模拟重建的山地特征没有地表纹理,设计人员无法完全、直观地掌握现场地形地貌特征。

在小平台吊装方案设计中创新引进了无人机的使用,即对于小平台机位点,利用便携式无人机飞行至机位点上空50~100 米后,按照规划航线围绕机位点飞行,飞行过程中按照预设重叠度拍摄高清数字影像并记录拍摄时刻的位置信息。获取数据后将高清影像及对应的位置信息相结合,基于空中三角测量等原理方法,生成测区内的三维实景模型,地面分辨率可以达到厘米级,地物清晰可见。无人机平均需要20 分钟完成一个机位点的拍摄,1个小时内便可生成高精度三维实景模型。构建模型后可进行长度、面积及挖填土方量统计。针对小平台机位点的三维实景模型,通过设置不同的挖填高度,模拟挖填后场坪效果,测量模拟场坪的长、宽、面积及挖填土方量数据,通过不同的挖填高度寻优最佳场坪方案,在保证施工要求的前提下达到施工成本最低。在挖填土方量统计过程中,通过智能滤波和人工修正相结合的方法,去除地表树木和植被的影响,保证统计结果最接近真实值。确定最佳场坪方案后,将大部件及吊装器械等1:1模型模拟放置在虚拟场坪中,合理规划摆放位置,完整模拟后期吊装的全部施行过程。

 


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