近年來,隨著(zhu)無(wu)人(ren)航(hang)空器(以(yi)下簡稱無(wu)人(ren)機(ji)(ji))技術的迅猛發展,無(wu)人(ren)機(ji)(ji)在全球消費領域掀起了應用熱潮(chao)。
一些體(ti)積精小、操(cao)控(kong)簡單的消(xiao)費級(ji)無(wu)人(ren)機產品在我(wo)們的生(sheng)(sheng)活(huo)當中隨處可見,似乎是給無(wu)人(ren)機貼上了(le)(le)生(sheng)(sheng)活(huo)“必(bi)備(bei)品”的標簽(qian),讓很多消(xiao)費者認(ren)為無(wu)人(ren)機更多的是休閑(xian)把(ba)玩的“玩具”,而忽(hu)略了(le)(le)其(qi)強大的工業屬性。
實際上,隨著(zhu)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機工業(ye)(ye)化的推進,無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機已(yi)經廣泛的應用(yong)在安(an)防(fang),農業(ye)(ye),影視,電力(li),能源等領(ling)域(yu),但是由于行(xing)業(ye)(ye)間(jian)信息和技(ji)術的不對稱,一方面造成需求端對無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機作用(yong)的過度要求,超出(chu)(chu)現(xian)(xian)有行(xing)業(ye)(ye)技(ji)術能力(li);另一方面無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機沒(mei)有精準切入應用(yong)領(ling)域(yu),導致供應產品與需求出(chu)(chu)現(xian)(xian)嚴重(zhong)偏(pian)差,甚至產生出(chu)(chu)“無(wu)(wu)用(yong)論”的聲音,本該是行(xing)業(ye)(ye)間(jian)協同互助發展,卻出(chu)(chu)現(xian)(xian)了“水土不服”的怪象。
以(yi)(yi)光伏(fu)電站(zhan)(zhan)為例,光伏(fu)電站(zhan)(zhan)傳統的維護方式(shi)主要(yao)以(yi)(yi)人力為主,輔以(yi)(yi)監控(kong)系(xi)統。雖然可以(yi)(yi)在后(hou)臺監控(kong)系(xi)統中(zhong)實現對主要(yao)發電參數和氣象(xiang)數據的監控(kong),但主要(yao)的現場巡查還是以(yi)(yi)人力為主。并且由于光伏(fu)電站(zhan)(zhan)設備多,分布廣(guang),為防范環(huan)境因(yin)素和設備故(gu)障導致的事故(gu),日常性巡檢是光伏(fu)電站(zhan)(zhan)運維管理(li)中(zhong)重要(yao)的環(huan)節,也是運維管理(li)活動中(zhong)耗時(shi)耗力的工作(zuo)。
因(yin)此,當前應用在光(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)的無人(ren)(ren)機(ji)多集中在電(dian)站(zhan)運(yun)維(wei)方面。無人(ren)(ren)機(ji)立體化(hua)、高(gao)程作業的方式有(you)(you)效適(shi)應了(le)光(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)分(fen)布廣(guang),應用類型(xing)多樣的特點,在程度上(shang)節省(sheng)了(le)人(ren)(ren)力(li),提高(gao)了(le)運(yun)維(wei)效率(lv)。但也應看到,目前光(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)無人(ren)(ren)機(ji)還存在著解(jie)決(jue)方案(an)單一,功能(neng)針(zhen)對(dui)性(xing)不強,數(shu)據(ju)處(chu)理能(neng)力(li)有(you)(you)限等(deng)問題,能(neng)解(jie)決(jue)問題表(biao)象,沒有(you)(you)系(xi)統性(xing)的方案(an)輸出,沒有(you)(you)真(zhen)正的解(jie)決(jue)光(guang)伏(fu)行(xing)業的“痛點”。
為獲取光(guang)伏行業(ye)(ye)無人(ren)(ren)機運(yun)用受(shou)阻的資料,2017年長沙(sha)群力測繪科技(ji)有(you)限公司對國(guo)內13個主(zhu)要(yao)光(guang)伏電站開發(fa)(fa)企(qi)(qi)業(ye)(ye)進行了問卷調(diao)查(cha)(cha)。調(diao)查(cha)(cha)發(fa)(fa)現(xian)65%的受(shou)訪(fang)企(qi)(qi)業(ye)(ye)認為性價比(bi)太低是造成無人(ren)(ren)機應用障礙(ai)的主(zhu)要(yao)原因(yin),70%受(shou)訪(fang)企(qi)(qi)業(ye)(ye)認為無人(ren)(ren)機功(gong)能達不到(dao)要(yao)求。在調(diao)查(cha)(cha)中(zhong)也發(fa)(fa)現(xian),很多光(guang)伏電站企(qi)(qi)業(ye)(ye)對無人(ren)(ren)機提出了超現(xian)實的技(ji)術要(yao)求,說明無人(ren)(ren)機行業(ye)(ye)與光(guang)伏行業(ye)(ye)間的技(ji)術不對稱非常明顯。
其(qi)實(shi),根據光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)行(xing)業(ye)的(de)背景和(he)(he)技術特點,無(wu)(wu)人機(ji)完全可以(yi)憑借(jie)自身(shen)技術特點,深度融入光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)行(xing)業(ye)中,貼合光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)發展路(lu)線,解決光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電站(zhan)面臨的(de)行(xing)業(ye)性難題,實(shi)現光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)行(xing)業(ye)與無(wu)(wu)人機(ji)行(xing)業(ye)的(de)協同(tong)發展。據國家能源局(ju)統計(ji),截至(zhi)2017年(nian)底(di),中國光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)發電裝機(ji)總(zong)量(liang)為130GW,同(tong)比(bi)增長68.7%,新(xin)增裝機(ji)和(he)(he)累計(ji)裝機(ji)規模均(jun)位居于世界前列.根據“十三五(wu)規劃”,預(yu)(yu)計(ji)在2020年(nian)我(wo)國裝機(ji)總(zong)量(liang)有望達到(dao)250GW。從光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電站(zhan)體(ti)量(liang)來看,在可預(yu)(yu)見的(de)未來,光(guang)(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)市場(chang)將(jiang)繼續釋放(fang)大(da)的(de)機(ji)遇,催發行(xing)業(ye)的(de)外生動(dong)力。
隨著光伏應用經(jing)驗日益(yi)成熟和(he)(he)裝機規模(mo)的(de)顯著提(ti)高,光伏行(xing)業將逐(zhu)漸呈(cheng)現出“存量(liang)”特性(xing),意(yi)味著更多的(de)資源將投放在(zai)建(jian)設和(he)(he)運(yun)(yun)行(xing)維(wei)護上。從這個方(fang)面來看(kan),無人(ren)機在(zai)光伏領(ling)域已經(jing)到了發展(zhan)運(yun)(yun)用的(de)“前夜”。近年來,從國家能(neng)(neng)源主管部(bu)門(men)到地(di)方(fang)政府更加重視(shi)光伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)建(jian)設質量(liang)和(he)(he)維(wei)護能(neng)(neng)力,在(zai)一些國家能(neng)(neng)源示范(fan)基(ji)地(di)和(he)(he)地(di)方(fang)扶貧項目上,明確提(ti)出了建(jian)設和(he)(he)維(wei)護定量(liang)化指標。光伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)本身的(de)資產(chan)屬性(xing),也要(yao)求對(dui)資產(chan)進(jin)行(xing)增值保質。而實現光伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)收益(yi)的(de)前提(ti)就是要(yao)光伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)在(zai)其(qi)生命周期內的(de)高效(xiao)精(jing)準的(de)運(yun)(yun)維(wei)。因此需要(yao)結(jie)合更多的(de)精(jing)準化設備參(can)與光伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)運(yun)(yun)維(wei)活動,這也是行(xing)業內生邏輯所決定的(de)。
結合光(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)(zhan)的(de)生命(ming)(ming)階(jie)(jie)段(duan)(duan),無人機還可以(yi)發揮出更多的(de)運(yun)用(yong)效應。一般認為光(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)(zhan)的(de)生命(ming)(ming)期(qi)至(zhi)少(shao)為25年(nian),按照其主要的(de)歷程可以(yi)分為設(she)計階(jie)(jie)段(duan)(duan),建設(she)階(jie)(jie)段(duan)(duan)和(he)運(yun)維(wei)階(jie)(jie)段(duan)(duan),以(yi)一個(ge)20MW規模的(de)地面電(dian)站(zhan)(zhan)為例,一般其設(she)計階(jie)(jie)段(duan)(duan)和(he)建設(she)階(jie)(jie)段(duan)(duan)需要6個(ge)月(yue)左(zuo)右,運(yun)維(wei)階(jie)(jie)段(duan)(duan)基本(ben)覆蓋整個(ge)生命(ming)(ming)周期(qi)。
1. 設計階段
光伏電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)設計階(jie)段主要(yao)是對項(xiang)目進行(xing)可行(xing)性(xing)研究,項(xiang)目勘查(cha)、測繪,設備選(xuan)型(xing),系統設計,外(wai)送線路(lu)規(gui)(gui)劃等(deng)。目前主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)現場工作(zuo)(zuo)還是依(yi)靠(kao)人(ren)力(li)進行(xing)。因(yin)為多數場區(qu)初期基(ji)(ji)本不具(ju)備通(tong)行(xing)條(tiao)件,大部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)勘查(cha)和(he)測繪工作(zuo)(zuo)只能靠(kao)人(ren)員徒步進行(xing),效率非常低(di)下。在地貌(mao)情況復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)站中,僅是場區(qu)內通(tong)行(xing)就(jiu)需要(yao)花費很大的(de)(de)(de)(de)(de)精力(li)。像大同領跑者基(ji)(ji)地,該基(ji)(ji)地是在挖煤(mei)沉陷(xian)(xian)區(qu)上實施(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)(gui)劃,由于(yu)沉陷(xian)(xian)區(qu)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)序性(xing),很多電(dian)站被分(fen)隔成十(shi)幾(ji)個小區(qu)域(yu),遠(yuan)區(qu)域(yu)相(xiang)隔達(da)十(shi)幾(ji)公里,區(qu)域(yu)內由于(yu)地勢險惡,車輛無(wu)法通(tong)行(xing)。按照傳統人(ren)力(li)勘探作(zuo)(zuo)業,每天(tian)用(yong)于(yu)通(tong)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)時長占(zhan)據了大部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)時間,顯著增(zeng)加了工作(zuo)(zuo)周期,而且地勢的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)雜性(xing)也容(rong)易造成作(zuo)(zuo)業的(de)(de)(de)(de)(de)失誤。
無人(ren)機(ji)(ji)具備的(de)高程作業方式,顯然可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)規避此類影響。且(qie)大(da)部分的(de)無人(ren)機(ji)(ji)具備航跡規劃(hua)的(de)功能,配合3D建(jian)模(mo)的(de)數據處理軟件(jian),完(wan)全可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)實現(xian)精(jing)準(zhun)化測(ce)繪(hui)。可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)大(da)幅度提(ti)高測(ce)繪(hui)效率,還可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)提(ti)高精(jing)度,建(jian)立(li)立(li)體(ti)化的(de)測(ce)繪(hui)模(mo)型。精(jing)準(zhun)化的(de)模(mo)型不僅有(you)助(zhu)于實現(xian)科學的(de)設計,還可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)更加精(jing)確(que)的(de)規劃(hua)場(chang)區線路,建(jian)立(li)發電(dian)量預測(ce)模(mo)型,在提(ti)高系統發電(dian)效率的(de)同(tong)時,也可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)降低投(tou)入(ru)。
2. 建設階段
建(jian)設(she)(she)期(qi)(qi)是(shi)光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)生命周期(qi)(qi)中重要(yao)的(de)(de)階段(duan),在建(jian)設(she)(she)期(qi)(qi)內,要(yao)實(shi)現(xian)設(she)(she)計意圖,還要(yao)建(jian)設(she)(she)成果可以滿足光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)長(chang)期(qi)(qi)運(yun)行(xing)(xing)需要(yao),要(yao)求建(jian)設(she)(she)單位投入(ru)更多的(de)(de)時間和資源(yuan)用于光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)建(jian)設(she)(she)期(qi)(qi)。但因我國實(shi)行(xing)(xing)的(de)(de)”度(du)(du)電(dian)(dian)(dian)補(bu)貼”的(de)(de)政策,即(ji)上網電(dian)(dian)(dian)價與當年度(du)(du)補(bu)貼政策掛鉤(gou),一(yi)般(ban)(ban)是(shi)逐年遞減(jian),且為(wei)(wei)避免出現(xian)項(xiang)(xiang)目延(yan)期(qi)(qi)的(de)(de)現(xian)象(xiang),一(yi)般(ban)(ban)年度(du)(du)的(de)(de)結點設(she)(she)置為(wei)(wei)當年度(du)(du)的(de)(de)6月30日,12月30日等。這就要(yao)求建(jian)設(she)(she)單位在規定時間內實(shi)現(xian)并網。而一(yi)般(ban)(ban)的(de)(de)光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)項(xiang)(xiang)目從立(li)項(xiang)(xiang),設(she)(she)計,設(she)(she)備(bei)選(xuan)型、采購等前(qian)期(qi)(qi)性工作都(dou)需要(yao)接近3~4個(ge)月,擠壓了建(jian)設(she)(she)時間。出現(xian)行(xing)(xing)業性趕工現(xian)象(xiang),產生了趕工期(qi)(qi)建(jian)設(she)(she)性問題。
為限度的(de)降低(di)趕工(gong)造成的(de)不規(gui)范(fan)現(xian)象(xiang),需要(yao)項目管理人(ren)(ren)(ren)(ren)員加強(qiang)對(dui)現(xian)場施(shi)工(gong)的(de)管理,及時對(dui)不合規(gui)現(xian)象(xiang)進行(xing)(xing)糾正(zheng)。但一般的(de)光伏項目所配置人(ren)(ren)(ren)(ren)員非常有限,在管理職責外還成承(cheng)擔其他(ta)工(gong)作(zuo),并不能(neng)實(shi)(shi)時對(dui)場區施(shi)工(gong)情況進行(xing)(xing)監(jian)控。無(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機所擁有的(de)高效監(jian)控方式,可(ke)以(yi)有效的(de)對(dui)現(xian)場實(shi)(shi)時施(shi)工(gong)情況進行(xing)(xing)反饋。一些(xie)無(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機具(ju)有長距(ju)離實(shi)(shi)時圖像能(neng)力,可(ke)以(yi)讓管理人(ren)(ren)(ren)(ren)員足(zu)不出(chu)戶就實(shi)(shi)現(xian)對(dui)現(xian)場建(jian)設情況的(de)監(jian)控,且可(ke)以(yi)通過無(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機對(dui)現(xian)場不規(gui)范(fan)現(xian)象(xiang)進行(xing)(xing)取證,有利于后期問題的(de)解決。
3.運維階段
運維工作貫穿于整個光(guang)伏電(dian)站生命周期(qi),是光(guang)伏電(dian)站達到預期(qi)效益的(de)重要(yao)手段。隨(sui)著(zhu)光(guang)伏電(dian)站的(de)發展,運維工作呈現出“無人(ren)化(hua)(hua),智能(neng)化(hua)(hua),集中化(hua)(hua)”的(de)特(te)點,在運維活動中引入無人(ren)化(hua)(hua),智能(neng)化(hua)(hua)設備正成為光(guang)伏電(dian)站的(de)選擇(ze)。
國(guo)內光伏(fu)電站對于(yu)(yu)無人(ren)(ren)機(ji)的(de)應用還處于(yu)(yu)起步階(jie)段,在歐洲和日(ri)本應用相(xiang)對成熟。目前主要(yao)在替(ti)代或提高人(ren)(ren)工巡檢效率方(fang)面(mian)發(fa)揮作用,并沒有完全發(fa)揮無人(ren)(ren)機(ji)的(de)效應。無人(ren)(ren)機(ji)具有飛(fei)行平臺固定,負載多樣的(de)特點,可以在有限投入的(de)情況下(xia)增加無人(ren)(ren)機(ji)的(de)多項(xiang)功能。
如目前大多數的(de)(de)(de)(de)無人(ren)(ren)機(ji)在(zai)光(guang)伏(fu)(fu)電站(zhan)中執行可視化缺(que)陷(xian)和(he)紅外熱成(cheng)(cheng)(cheng)像排查,一般是在(zai)飛行中采集數據再(zai)反(fan)饋至(zhi)后臺(tai),由(you)人(ren)(ren)工處(chu)理(li)。而(er)光(guang)伏(fu)(fu)電站(zhan)的(de)(de)(de)(de)很多缺(que)陷(xian)現象是一個系統性(xing),動態(tai)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo),與(yu)當時的(de)(de)(de)(de)輻照,環(huan)境(jing)溫度,發(fa)電設備(bei)的(de)(de)(de)(de)工作狀態(tai)密切相關,一個參(can)數的(de)(de)(de)(de)變動可能會改變的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)像結(jie)(jie)果(guo)。如果(guo)無法實(shi)時進(jin)行缺(que)陷(xian)識別,很有可能造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)結(jie)(jie)果(guo)的(de)(de)(de)(de)滯后,或者出現現場復(fu)核結(jie)(jie)果(guo)的(de)(de)(de)(de)不(bu)一致,給運維(wei)人(ren)(ren)員(yuan)錯(cuo)誤信號,導(dao)致誤判。因此(ci)需要(yao)無人(ren)(ren)機(ji)具備(bei)在(zai)線缺(que)陷(xian)識別和(he)缺(que)陷(xian)定(ding)位的(de)(de)(de)(de)能力,及時準(zhun)確的(de)(de)(de)(de)將故障現象和(he)坐(zuo)標(biao)反(fan)饋至(zhi)運維(wei)人(ren)(ren)員(yuan),實(shi)現發(fa)現問題與(yu)處(chu)理(li)問題的(de)(de)(de)(de)無縫(feng)連(lian)接。
除加(jia)強故(gu)(gu)障識別能力(li)外,還(huan)(huan)可以結合(he)光伏(fu)電(dian)站的運行特點(dian),擴展無(wu)人(ren)機(ji)在(zai)光伏(fu)電(dian)站中處理能力(li)。可以通(tong)過軟(ruan)件算法(fa)實現無(wu)人(ren)機(ji)對于故(gu)(gu)障的預判,如對光伏(fu)組(zu)件存在(zai)的局部遮擋或表(biao)面累積的灰塵量(liang)超限進行預警(jing)等(deng)。還(huan)(huan)可以融(rong)入(ru)電(dian)站的安(an)防體系,利(li)用無(wu)人(ren)機(ji)機(ji)動性,快速的驅趕非法(fa)闖入(ru)者。
無(wu)人(ren)機還可以擴大兼容(rong)性(xing),能(neng)(neng)夠在(zai)人(ren)工(gong)不(bu)干預的情況下,自(zi)(zi)主與電站監控系統進行(xing)通信(xin),在(zai)系統發出故障診斷信(xin)號后能(neng)(neng)夠自(zi)(zi)主飛行(xing),自(zi)(zi)主查證故障。
旋翼類(lei)無(wu)人(ren)機可以嘗試(shi)進行在線隱裂檢(jian)測(ce)(ce)(EL測(ce)(ce)試(shi)),光(guang)伏組件的隱裂檢(jian)測(ce)(ce)是(shi)光(guang)伏電站(zhan)(zhan)質(zhi)量(liang)(liang)控制(zhi)的的環節(jie),也是(shi)光(guang)伏電站(zhan)(zhan)的檢(jian)測(ce)(ce)項目。現(xian)行的隱裂檢(jian)測(ce)(ce)主要依靠(kao)傳統的相機加三腳架的形式進行,測(ce)(ce)量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)受電站(zhan)(zhan)類(lei)型(xing)限制(zhi),水上(shang)電站(zhan)(zhan),農業大(da)棚型(xing)電站(zhan)(zhan),山地型(xing)電站(zhan)(zhan),因地貌特別,很難(nan)實現(xian)在線測(ce)(ce)量(liang)(liang),這也是(shi)光(guang)伏行業性難(nan)題。而(er)如果采(cai)用無(wu)人(ren)機高(gao)空作業的方式,則可以有效客服地貌的障礙,可以解(jie)決測(ce)(ce)試(shi)難(nan)的問題,也可以大(da)幅(fu)度的提高(gao)檢(jian)測(ce)(ce)效率,降(jiang)低(di)檢(jian)測(ce)(ce)成本。
與(yu)傳統成熟(shu)能(neng)源行(xing)業相比(bi),光(guang)伏(fu)(fu)還是個年(nian)輕的(de)行(xing)業,在(zai)發(fa)(fa)展(zhan)中有許(xu)多問題亟待(dai)解(jie)決(jue)。光(guang)伏(fu)(fu)持續的(de)增長(chang)的(de)背后蘊藏著大(da)的(de)商(shang)業機遇。如何(he)撬開這(zhe)個行(xing)業的(de)大(da)門,需要無人(ren)(ren)機行(xing)業人(ren)(ren)員改變思(si)路,深度的(de)了解(jie)光(guang)伏(fu)(fu)行(xing)業,把握光(guang)伏(fu)(fu)行(xing)業發(fa)(fa)展(zhan)路線(xian),切合實際需求(qiu),提供針對光(guang)伏(fu)(fu)電站的(de)無人(ren)(ren)機解(jie)決(jue)方案。這(zhe)樣(yang)才能(neng)實現光(guang)伏(fu)(fu)行(xing)業與(yu)無人(ren)(ren)機行(xing)業的(de)協調健康發(fa)(fa)展(zhan)。