一、背景

近年來，我國的經(jīng)濟快速發(fā)展，這樣對電力的需求也變的更加緊張，隨之而來產(chǎn)生了很多的問題，主要是對電力工程建設的需求也要加強。國家電網(wǎng)正進行超高壓大容量電力線路大幅擴建，線路將穿越各種復雜地形。如何解決電力線路檢測的精度和效率，是困擾電力行業(yè)的重大難題。伴隨著無線通信技術、航空遙感測繪技術、GPS導航定位技術及自動控制技術的發(fā)展，無人機的航空遙感測繪技術更可以很好的完成對電力巡查和建設規(guī)劃的任務，也可以在一定程度上降低國家的經(jīng)濟損失。 

二、介紹

電力無人機主要指無人機在電力工程方面所充當?shù)慕巧?。具體應用于基礎建設規(guī)劃、線路巡查、應急響應、地形測量等領域。隨著技術的不斷提高，電力無人機在未來電力工程建設中將會發(fā)揮出更加強勁的優(yōu)勢。 

三、應用

1、測量地形圖

無人機測量地形圖的技術用于電力勘測工程上，主要基于以下三個方面：

（1）工程規(guī)模較小的新建線路航飛據(jù)統(tǒng)計：全國每年有數(shù)千公里的線路較短的工程，由于路徑短小，工程時間緊，難以實施航飛。同時，這些工程規(guī)模小，也不便于收集資料。因此，這些工程還是以傳統(tǒng)的工測方法進行路徑選擇設計，無法貫徹全過程信息化技術的應用，不能對未來整體的智能電網(wǎng)建設提供基礎數(shù)據(jù)。而無人機攝影測量系統(tǒng)的特點可以很好的滿足此種類型工程勘測需要。

（2）用于工程路徑局部改線的航飛電力工程：施工定位或建設中可能會遇到一些意想不到的情況，導致路徑的調整而出原有航攝范圍，此時再調用大飛機進行航空攝影不僅手續(xù)繁瑣，成本較高，而且不能保證工期要求。無人機航空攝影測量系統(tǒng)的“三高一低”特點，恰恰彌補了常規(guī)攝影測量的不足。

(3)用于運行維護中的局部線路數(shù)據(jù)更新維護的航飛。隨著電力工程的不斷建設，輸電線路的安全顯得尤為重要，線路的運行維護日益得到重視。目前主要有直升機巡線、在線監(jiān)測系統(tǒng)等手段輔助線路的運行管理工作。在復雜山區(qū)，人員難以到達，使用無人機系統(tǒng)，可以快速獲取相關數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)庫不斷更新和基礎數(shù)據(jù)的時勢性，便于技術人員對比分析，查找對輸電線路運行安全有影響的危險因素，以便于及時采取處理措施。

無人機影像制作大比例尺地形圖的影像處理主要流程：根據(jù) POS 數(shù)據(jù)自動建立航帶內和航帶間的拓撲關系網(wǎng)用于后面的全自動空三處理，根據(jù)建立的拓撲關系網(wǎng)和 POS 數(shù)據(jù)全自動提取連接點，即全自動空三，通過大量平差點以及快速平差算法完全剔除粗差點，利用控制點作空中三角測量計算獲取精確的外方位元素，通過控制點數(shù)據(jù)生成 DEM，利用 DEM 數(shù)據(jù)生成 DOM。 

2、規(guī)劃輸電線路

在對各種各樣類型的輸電線路進行走廊規(guī)劃的時候，對規(guī)劃的區(qū)域要進行詳細的信息采集和測繪工作，最好的方式就是采用無人機的測繪系統(tǒng)，這樣不僅可以在獲得數(shù)據(jù)的時候實現(xiàn)高效的特性，還可以在多方面降低環(huán)境對信息采集與勘測的影響。這樣可以有效的對數(shù)據(jù)進行分析，全面考慮到各方面的因素，再由各方進行相互協(xié)調，對有限的資源充分的利用，可以使區(qū)域規(guī)劃與線路的走向更加合理，優(yōu)化輸電線路的路徑，同時還可以起到降低成本的作用，有效地保障國家的財產(chǎn)安全。 

3、無人機放線

最原始的架線方式是人力展放牽引繩，適合一般跨越， 但是施工效率低，而且對于特殊跨越難度較大。動力傘是目前輸電線路工程較常用的展放牽引繩的施工方式，但是需要駕駛員操控，施工過程存在危險， 容易出現(xiàn)人身事故，飛行穩(wěn)定性較差。再者就是現(xiàn)在發(fā)展勢頭迅猛的無人機架線方式。

電力無人機架線可以輕松地飛越樹木，向地面空投導引繩；在施工中也會遇到沼澤、湖面、農(nóng)田、高速公路、山地等，人拉馬拽都難以實現(xiàn)架線施工的時候，電力無人機可以大顯身手，完成跨越任務；帶電跨越這種情況通常存在于線路改造過程中，需要在一條通電線路的基礎上橫跨一條新的線路，為了保證施工人員的安全，無論多重要的線路，傳統(tǒng)施工只能首先對原線路進行斷電后再施工，而用電力無人機來架，就可避免斷電的情況；電動無人機配上自主飛行系統(tǒng)就可以完成巡線等任務，在減少了勞動強度和難度同時，電力工人的人身安全也得到了保障。 

4、無人機巡線

無人機輸電巡線系統(tǒng)是一個復雜的集航空、輸電、電力、氣象、遙測遙感、通信、地理信息、圖像識別、信息處理的一體系統(tǒng)，涉及飛行控制技術、機體穩(wěn)定控制技術、數(shù)據(jù)鏈通訊技術、現(xiàn)代導航技術、機載遙測遙感技術、快速對焦攝像技術以及故障診斷等多個高尖技術領域。

無人機智能巡檢作業(yè)過程中，可首先采用固定翼無人機巡檢系統(tǒng)，通過遙控圖像系統(tǒng)對輸電導線、地線、金具、絕緣子及鐵塔情況進行監(jiān)測，對輸電線路進行快速、大范圍巡檢篩查,巡檢半徑可以達到100公里以上；如發(fā)現(xiàn)異常，利用運載平臺運載無人機智能巡檢系統(tǒng)進人作業(yè)現(xiàn)場，利用旋翼無人機巡檢系統(tǒng)或線航兩棲無人機前往異常點進行精細巡檢，并利用便攜式檢測設備進行人工確認。

無人機作業(yè)可以大大提高輸電維護和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶油的環(huán)境下迅速完成。無人機作業(yè)還能使作業(yè)范圍迅速擴大，而且不為污泥和雪地所困擾。因此，無人機巡線方式無疑是一種安全、快速、高效、前途廣闊的巡線方式。 

四、優(yōu)勢

1、無人機具備防雨水功能：可在大雨、中雪天氣飛行，不受惡劣天氣影響，可隨時巡航，有利于加大重點區(qū)段的特巡力度，增加大負荷運行下設備檢測次數(shù)。

2、無人機機動靈活：機身輕巧可靠，結構緊湊、性能卓越，使用不受地理條件、環(huán)境條件限制，特別適合在復雜環(huán)境執(zhí)行任務，可定期對線路通道內樹木、違章建筑等情況進行重點排查、清理，確保輸電通道安全。

3、傻瓜式自主飛行：輸電設備面臨自然災害的處理，無人機系統(tǒng)具備全自動一鍵式起降及傻瓜式自主飛行功能，可長時間空中懸?；蝻w停于某固定點，通過大范圍飛行快速巡查，可第一時間掌握事故隱患地點。

4、反饋及時：無人機內置大內存超小機載高清拍攝設備，通過航拍測繪掌握地面受災程度，地面工作站控制指揮人員，根據(jù)實時回傳的數(shù)據(jù)立即通知相關單位開展搶修維護事宜。

5、提高了搶修隊伍在處理應急事件的辦事效率：快速準確地為受災地區(qū)進行定損評估，為電塔、電線搶修贏得寶貴的時間。

6、無人機巡航降低了電力部門整體巡檢成本：無人機巡航在拍攝過程中發(fā)現(xiàn)重大危急缺陷，及時為運行單位提供信息，可避免線路事故停電，挽回高額的停電費用損失。