楊智奇

上海電力設(shè)計院有限公司，中國·上海 200000

1 引言

當(dāng)前社會發(fā)展來講，因為大數(shù)據(jù)技術(shù)以及信息化技術(shù)快速發(fā)展，所以在社會各行業(yè)實際生產(chǎn)與工作過程中，智能化的手段都被廣泛運用，對于風(fēng)力發(fā)電來講，同樣也是如此。在風(fēng)力發(fā)電過程中，發(fā)電機(jī)組本身容易在使用壽命周期內(nèi)出現(xiàn)故障問題，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的結(jié)構(gòu)以及所工作的環(huán)境比較復(fù)雜，所以導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片運行及維護(hù)工作存在非常大的阻礙。正是基于此背景，提出在風(fēng)力發(fā)電故障檢測過程中，應(yīng)用無人機(jī)智能巡檢技術(shù)，從而提高故障檢測效率以及檢測水平。

2 無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)簡介

對于無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)來講，主體設(shè)備是無人機(jī)，進(jìn)行收集及傳輸時則采用的是數(shù)據(jù)采集傳感器系統(tǒng)，無人機(jī)設(shè)備在使用過程中的定位以及飛行則是依托rtk 的精確定位系統(tǒng)，飛行過程中的視野尋找則是依托雙目視覺自動避障系統(tǒng)以及集成地面站系統(tǒng)，從而保證無人機(jī)設(shè)備在使用過程中能形成準(zhǔn)確定位[1]。

3 風(fēng)電光伏故障無人機(jī)智能巡檢

3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片故障

對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來講，因為其所處環(huán)境大多數(shù)都是在露天的荒野，所以葉片長期處于外界自然環(huán)境當(dāng)中，經(jīng)過長時間運轉(zhuǎn)會受到外界惡劣天氣的影響，包括強(qiáng)風(fēng)以及暴雨和潮濕天氣的腐蝕以及大氣氧化等這些因素，都會導(dǎo)致葉片表面出現(xiàn)多種多樣的問題，這些問題如果不能得到及時的處理，那么輕則會導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運行效率降低，重則會導(dǎo)致葉片斷裂，對整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運行安全性造成影響。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片故障當(dāng)中，主要可以分為以下5 個方面。

3.1.1 葉片涂層脫落

因為葉片本身處于外界自然環(huán)境中，所以長期遭受的潮濕空氣的腐蝕，就可能會導(dǎo)致葉片的涂層脫落[2]。葉片涂層最主要的目的就是為了能對葉片的外表面進(jìn)行保護(hù)，從而使葉片外表面完整，如果葉片涂層脫落問題不能得到及時的發(fā)現(xiàn)，那么可能會導(dǎo)致葉片在后期使用過程中出現(xiàn)更大面積的脫落，最終影響葉片的使用壽命以及使用安全性。

3.1.2 葉片出現(xiàn)裂紋

對于葉片來講，裂紋問題的出現(xiàn)是葉片故障問題中比較常見的一種，大多數(shù)時候都是因為風(fēng)力發(fā)電的葉片在運行過程中受到風(fēng)機(jī)自身的自震，從而導(dǎo)致葉片出現(xiàn)裂紋。對于葉片來講，出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象在早期很難被發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片因為自震而出現(xiàn)抖動的時候，外界的污染物會在風(fēng)機(jī)葉片裂紋當(dāng)中積攢，長此以往會在風(fēng)機(jī)葉片上形成有污染物積攢而生成的黑色橫紋，這時才能發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片出現(xiàn)裂紋問題。對于風(fēng)機(jī)葉片來講，裂紋問題的出現(xiàn)是比較迅速的，如果不能得到及時的修補(bǔ)，那么可能就會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片斷裂，最終影響風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.3 雷雨天氣對葉片的損傷

在大自然當(dāng)中，雷雨天氣經(jīng)常伴隨著雷擊，一些雨水較多的區(qū)域，雖然風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝備了防雷系統(tǒng)，但是葉片遭受雷擊的現(xiàn)象卻仍然比較常見。對于葉片來講，經(jīng)受雷擊之后會導(dǎo)致葉片表面出現(xiàn)損傷，甚至是會導(dǎo)致葉片內(nèi)部出現(xiàn)不可挽回的問題，從而導(dǎo)致葉片報廢，不能進(jìn)行使用。

然后，就是風(fēng)機(jī)葉片排水孔堵塞[3]。當(dāng)葉片表面被污染時，可能會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片尖部的排水孔被污染物堵塞，這些無法排出的水，在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部長期積攢會使風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)噪聲，同時也會從內(nèi)部對風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行腐蝕。

3.1.4 螺栓斷裂

螺栓斷裂主要是指風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主體支架與風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行連接處所使用的螺栓，在長期使用過程中，因為自震以及外界雨水和氧氣的腐蝕，從而導(dǎo)致螺栓本身的使用性能降低而斷裂。螺栓斷裂所導(dǎo)致的結(jié)果是具有唯一性的，因為螺栓斷裂之后，整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片會脫落，整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運轉(zhuǎn)會完全停止。

3.2 風(fēng)力發(fā)電故障檢測

對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障檢測來講，可以分為兩種方式，分別是人工巡檢以及無人機(jī)智能巡檢。人工巡檢就是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實際運轉(zhuǎn)過程中，針對風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行定期的人工巡檢作業(yè)，檢修工作人員需要通過望遠(yuǎn)鏡以及繩索垂降來完成巡檢工作。無人機(jī)智能巡檢是針對目標(biāo)巡檢對象進(jìn)行無人機(jī)監(jiān)測，在巡檢過程中通過無人機(jī)隊故障是能辨別，當(dāng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片存在故障信息時，會懸停并對故障點進(jìn)行拍攝。

3.3 光伏發(fā)電巡檢工作

在光伏發(fā)電站使用過程中，運行時間比較久的光伏發(fā)電站，會發(fā)現(xiàn)在光伏組件設(shè)備上出現(xiàn)了龜裂以及損壞和焊接帶故障等問題，同時因為光伏發(fā)電站本身的距地距離比較短，所以在使用過程中會出現(xiàn)飛鳥以及塵土落葉等污染物，在光伏發(fā)電站組件設(shè)備上存留。

對于光伏發(fā)電來講，如果各組件上有遮擋物的存在，那么光伏發(fā)電的太陽，電池組件當(dāng)中，有一些電子單片的電流以及電壓就會出現(xiàn)變化，而電流電壓所產(chǎn)生的變化會導(dǎo)致太陽電池組件局部電流和電壓值機(jī)增大，也就會導(dǎo)致電池組件升溫。在升溫過程中會導(dǎo)致光伏發(fā)電組件出現(xiàn)熱班，若班在一定溫度內(nèi)不會出現(xiàn)問題，而一旦超過極限溫度就會使電池組件的焊點融化，同時導(dǎo)致整個組件被損壞，所以針對光伏發(fā)電的組件進(jìn)行智能巡檢工作是非常必要的。

在光伏發(fā)電過程中進(jìn)行無人機(jī)智能巡檢，是對光伏發(fā)電站進(jìn)行低空巡檢作業(yè)，將光伏組件上所存在的異常熱班情況進(jìn)行拍照并實施進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后通過對熱斑情況進(jìn)行定位，實現(xiàn)針對熱班情況的及時解決[4]。

3.4 智能巡檢注意事項

3.4.1 調(diào)整無人機(jī)拍照角度，全方位故障定位

對于風(fēng)力發(fā)電智能巡檢工作來講，拍照過程中需要對風(fēng)機(jī)的方位進(jìn)行不斷的調(diào)整，不能在逆光環(huán)境下進(jìn)行拍照，同時無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)的設(shè)備需要滿足對葉片編號進(jìn)行拍照的要求，因為需要實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，才能切實解決問題。除此之外就是無人機(jī)智能巡檢能針對一些風(fēng)機(jī)葉片表面所存在的問題進(jìn)行檢查以及故障定位，但是對于一些風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的碳管類缺陷，仍無法通過通過巡檢排查出來。這是目前需要進(jìn)一步研究的課題。

3.4.2 在日光充足的條件下巡檢

針對光伏發(fā)電所進(jìn)行的智能巡檢工作，要在有光并且光照充足的情況下進(jìn)行巡檢工作，依托圖像信息傳輸，由運維工作人員對光斑異常情況進(jìn)行判斷，然后進(jìn)行現(xiàn)場處理。

4 結(jié)語

綜上所述，對于風(fēng)電光伏故障檢測工作來講，無人機(jī)智能巡檢技術(shù)的應(yīng)用是非常必要的，因為隨著當(dāng)前新能源開發(fā)工作不斷進(jìn)步，在電力資源開發(fā)過程中，風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電所受重視程度會越來越高，并且相關(guān)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也會越來越大，所以無人機(jī)智能巡檢，故障檢測，將會極大程度上降低故障檢測工作中的工作量，并且同時提高工作效率，這也是未來風(fēng)電光伏故障檢測的主要發(fā)展方向之一。