肖鵬

國電電力廣東新能源開發(fā)有限公司，中國·廣東 珠海 519001

1 引言

中國風能資源豐富，開發(fā)潛力巨大。中國風電行業(yè)從1995年到2005年一直處于起步階段，隨著相關技術的不斷進步，從2006年開始，風電行業(yè)進入了發(fā)展的快車道。在中國政策措施的推動下，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，風電產(chǎn)業(yè)從粗放式的數(shù)量擴張，向提高質(zhì)量、降低成本的方向轉(zhuǎn)變，進入穩(wěn)定持續(xù)增長的新階段。截至2020年底，中國風電累計裝機容量28153萬千瓦，位居全球第一。

中國風電近幾年雖發(fā)展速度飛快，但由于技術手段的相對滯后和從業(yè)人員素質(zhì)的參差不齊，也出現(xiàn)了形形色色的問題。

風電場設計階段，經(jīng)常出現(xiàn)設計人員對現(xiàn)場了解不夠深入，設計成果深度不夠甚至設計失誤現(xiàn)象，導致項目無法如期投產(chǎn)、造價大幅提高、經(jīng)濟性大幅下降等不良后果。風電場工程建設階段，施工人員如對現(xiàn)場不夠了解，會造成遇到不可消除障礙后道路被迫改線、施工完成的路段被迫廢棄、風機和升壓站位置被迫遷移等后果，導致環(huán)境破壞和施工成本增加風險[1]。風電場建成后，依靠運維人員人力對風機和架空線路巡視效率較低，且容易有視力無法觀察到的死角，不利于故障的提前發(fā)現(xiàn)和故障發(fā)生后的及時處理。

2 無人機航拍簡介

怎樣才能有效地解決以上問題呢？近幾年，無人機技術不斷進步，應用領域也隨之擴展。無人機航拍能夠為以上問題的解決提供有效的技術手段。在無人機上可以搭載攝影攝像、遙測傳感、農(nóng)業(yè)機具等設備，可以完成航空攝影攝像、勘察測繪、災難救援、森林消防、農(nóng)業(yè)植保等工作任務。

無人機分為直升無人機、固定翼無人機、多旋翼無人機、無人飛艇、傘翼無人機、撲翼式微型無人機六大陣營。近年來，多旋翼無人機因為其操作簡單、起飛降落影響因素小，輕巧靈活、便于攜帶、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢在民用領域得到越來越多的應用，成為主流機型。在無人機上搭載高清攝影攝像設備，對風電的現(xiàn)場進行不同高度、不同角度、不同范圍的航拍，可以取得詳實的視頻和圖片資料，利用這些影像資料，能幫助工作人員更好地完成設計、建設和運維任務，進一步推動風電向提高質(zhì)量、降低成本的健康方向發(fā)展。

3 設計階段的應用

山地風電項目踏勘現(xiàn)場，主要是依靠人力進行。風電機組和道路分布點多面廣，由于人身處地形復雜的山林中，視線的高度和角度有很大限制，即使走遍整個山脈，也無法充分了解現(xiàn)場情況，會導致設計深度不夠甚至設計失誤的問題，這些問題會對項目的經(jīng)濟性、招投標、工程施工、運行維護均會造成不利影響，因此在設計階段務必消除這些不利影響。

利用無人機上的高清設備，對整座山脈或局部山體拍攝高清視頻和圖片，用俯視的近場視角記錄下山形地貌、已有道路、地表植被分布、地表裸露巖石、地表其他附著物等情況，在設計中規(guī)避，可以有效減少甚至避免設計不足和失誤。

宏觀場景視頻可以讓我們從所謂“上帝視角”了解真實的地形、地貌和明顯的地表附著物。在設計初期，可以利用宏觀場景視頻結(jié)合地形圖規(guī)劃路線方案，選擇干擾因素最少的方案，再根據(jù)局部視頻和照片做進一步的對比分析和研究[2]。例如，設計方案已規(guī)劃完畢，可以利用宏觀場景視頻對設計方案進行復核，檢查是否存在不利于項目實施的干擾因素，及時調(diào)整設計方案。

局部場景視頻和照片的拍攝可以讓風電設計人員更精準地掌握影響設計的現(xiàn)場要素，對于需考慮的問題提前確定好解決措施，必要時應與政府和村民等提前磋商，切不可在施工或運維階段再考慮應對措施，避免陷入被動的工作局面。

無人機航拍可以為設計人員提供更詳實可靠的參考資料，對提高設計質(zhì)量是一種有效的技術手段。

4 工程建設階段的應用

無人機航拍在工程建設階段主要應用是指導施工和記錄施工，同時，征租地工作開始前記錄下現(xiàn)場原始的地形地貌，為征租地補償工作保留必要的依據(jù)。

4.1 指導施工

施工人員可以在施工前用無人機航拍對現(xiàn)場進行宏觀和微觀的解，相當于對設計方案的復核，檢驗設計方案是否有影響施工的問題，如有問題，應及時解決，無問題后，合理地安排施工工作，可以在一定程度上減少不利情況的發(fā)生。

4.2 記錄施工

施工過程的照片和視頻是工程影像資料的一種，它承擔著任何一項工程或項目從原始狀態(tài)到工程完工過程施工管理的重要任務。在日常的施工管理中，經(jīng)常出現(xiàn)施工照片和視頻重點不明確、反映不全面等問題，在山地風電施工中，這個問題受客觀條件影響尤其突出。

因為在現(xiàn)場人受所處位置和視線高度的限制，拍攝的山地風電施工照片和視頻一般只能反映出一個工作點的狀況，如果通過無人機將視角上升到空中不同高度，從不同角度拍攝，達到更直觀、更全面地記錄工程施工的目的。

4.3 記錄原始地形地貌，為征租地補償工作提供依據(jù)

風電具有點多面廣的特點，依靠傳統(tǒng)的人力踏勘方式在沒有道路的山地甚至原始森林中記錄原始地表的現(xiàn)狀難度很大而且效果不佳。如果在沒有詳實的資料和證據(jù)的前提下與村民進行溝通和談判，風電公司往往會陷入被動的處境。

項目公司可以在政府發(fā)布征租地公告前，利用無人機對現(xiàn)場地形地貌進行航拍，記錄下詳實的現(xiàn)場視頻和照片資料，作為配合政府進行征租地補償工作的有力依據(jù)。這樣做主要有兩個目的：一方面，可以早期對風電擬征租用地范圍內(nèi)需補償?shù)臉说奈镞M行全面了解，做到心中有數(shù)[3]；另一方面，可以有效地杜絕搶搭搶建、搶耕搶種情況的發(fā)生，或者即使發(fā)生類似情況，也可以有理、有據(jù)、有節(jié)地妥善處理。

5 運行維護階段的應用

在風電場運維階段可以利用無人機航拍進行集電線路和風機設備的巡視?？刂茻o人機沿集電線路方向飛行，調(diào)整鏡頭觀察并記錄線路情況，獲取清晰的視頻，并且根據(jù)視頻分析線路是否有異常。與人工巡視相比，不用再浪費大量的時間在巡線的途中，節(jié)約下來的時間可以提高無人機巡視的頻率或?qū)r間用到真正的線路維護上去，提高線路安全。

6 注意事項

①了解當?shù)胤煞ㄒ?guī)，咨詢專業(yè)人士是否可以進行無人機操作。飛行路線要避開飛機場、軍事設施周圍。同時，盡量避免在人多的地方低空飛行，如果失控墜落的話可能造成人員傷亡。②在日常飛行中多進行安全檢查，對于老化的電機和電池要及時更換。此外，在進行野外航拍的過程中，遇到緊急情況一定不要慌張，在拍攝過程中盡量避免極端的地形。③航拍對天氣的條件要求比較高，我們需要選擇晴天、光線柔和、天空通透的天氣條件進行拍攝。低空航拍中，多樣的風速和風向的變化經(jīng)常會影響無人機的穩(wěn)定，風力不能太大，不能超過三級。④對拍攝地的周圍地形和環(huán)境進行仔細觀察，有大概的了解，盡量做到飛行航線內(nèi)排除危險因素。

7 結(jié)論

綜上所述，無人機航拍是一個能夠?qū)︼L電的設計、施工、運維各環(huán)節(jié)的工作都能帶來有效提升的技術手段，只要我們繼續(xù)開動腦筋，勤于實踐，隨著無人機和拍攝技術的不斷進步，無人機航拍在風電領域一定有更廣闊的應用空間。