无人机光伏巡检：实现自动性巡检、精准性巡检、安全性巡检

地球上的能源都来源于太阳，随着不可再生能源的不断枯竭，人类将眼光再次转移到了太阳这一万能之源的身上。太阳能资源非常丰富，太阳辐射到地球表面上的能量能够达到17万亿千瓦，是当前世界一年能源消耗量的3.5万倍。

如此庞大的太阳能资源要如何运用，人类发明了一种全新的新能源发电方式：光伏发电。在我国新疆、宁夏、西藏和云南地区，太阳能资源都非常丰富，可以利用的太阳能资源面积超过95%，环保清洁的光伏发电由此得到广泛应用。

光伏电站的占地面积究竟有多大？

 光伏电站分布分散，占地面积非常大。比如，位于印度泰米尔纳德邦的Kamuthi太阳能发电站总发电能力为648兆瓦。占地10平方公里，约为1.5万亩，由250万块太阳能电池板组成，能为75万人提供足够的电力。 位于宁夏中卫的腾格太阳能公园，是目前世界上规模和产量都最大的光伏发电站。它被称为“太阳长城”，覆盖了3.67万公里的腾格尔沙漠中的1200公里，总占地面积43平方公里，约为6万多亩，占干旱区的3.2%。该电站的输出功率为1547兆瓦。

如此庞大的面积分布，提高了光伏电站的发电效率，但同时，也带来了运维管理上的难题。光伏电站最怕被遮挡，据统计，遮挡会造成光伏电站的发电效率下降50%。

占地面积庞大的光伏电站，最怕这些“天敌”

01 鸟类粪便 

光伏组件常建于屋顶、地面之上，由于长时间置于室外，光伏组件也会成为鸟类“嬉戏玩耍”的场所，鸟类的粪便、散落的鸟类羽毛成为光伏组件上面的常客。

02 随意晾晒 

因为光伏板面积大，许多村民便在光伏板上随意晾晒果蔬。在光伏组件上晾晒不仅遮挡组件，还会粘上不易清理的菜渍，引来鸟儿硺食，损坏组件。

03 建筑物遮挡 

建筑物一般有两种：在建设电站前就已经存在的建筑物遮挡；后天建造的建筑物遮挡。

04 杂草疯长 

许多光伏电站建在农村的滩涂、荒地、林地等地区。这些地区少不了杂草、芦苇的身影，当草盖过电站的时候，隐患也会随之而来。

光伏电站的这些问题，只有通过高频率的巡检来避免，但是传统的光伏电站人力巡检方式，存在着非常大的困难和危险。

荒漠中的光伏电站 

集中式光伏电站占地面积广，大多建在我国西北部荒漠地区，环境恶劣。

水面上的光伏电站 

分布式电站一般建在屋顶、大棚和大面积水池上，日常巡检难以进行。

山坡上的光伏电站 

一线巡检员在乡村山坡间穿行，有被狗追、被蛇虫咬等危险。

人工巡检不仅条件艰苦，效率低下，依靠巡检员的经验来判断设备故障，也容易产生失误。科技一直在改变着人类社会，无人机的出现，完美解决了光伏电站的巡检难题。

无人机光伏智能巡检飞控系统，实现自动性巡检、精准性巡检、安全性巡检 

随着新能源光伏产业的不断发展，光伏电站并网后带来了大量的运营维护压力，而无人机的高机动性和空中视角完美的匹配了光伏运维的需求，如何充分利用无人机的技术，结合相关的软件和数据处理技术，提高整体光伏运维的效率和质量，正成为各大光伏企业和无人机企业共同的研究方向。 为达到远程集控、区域维检、场站安保的运维模式要求，全力实现新能源数字化、智能化、自动化。光伏巡检工作采用了无人机自动巡检，积极打造智慧光伏，无人值班、少人值守，自动化巡检、精准性巡检，提升运维质量、巡检频次，实现高效巡检、安全巡检，适应特殊环境。

无人机光伏智能巡检飞控系统，专注于解决无人机光伏巡检的实时监控、飞行控制、航线规划、任务管理、巡检日志等问题，是全面兼容单机单机库、多机多机库以及无机库的无人机光伏巡检方案。充分考虑无人机在飞行任务中巡检拍照的质量问题，制定合理的光伏板的编组策略及飞行航线；充分满足光伏自动化巡检，巡检结果自动分析的需求，最终实现减员增效，提升发电量，增加新能源经济效益。 无人机光伏智能巡检飞控系统分为PC端及移动APP端，PC端与移动APP端在网络通畅的情况下，航线信息、巡检任务信息、配置及巡检运行数据将实时同步。移动APP端基于大疆SDK开发，并在光伏巡检领域深度定制，在风险可控的情况下立足于行业应用，为无人机光伏智能巡检提供更专业、高效的飞行控制策略。

在有机库的情况下，设备、航线及巡检任务的维护均由PC端执行，并适时向机库侧下发无人机巡检指令，无人机并按照预先规划好的任务进行飞行拍照，实现全自动化巡检。在无机库的情况下，PC端下发巡检任务，巡检人员在APP端同步任务信息，按计划执行无人机飞行巡检任务，也可根据现场状况添加临时任务，使巡检任务即满足高度计划性又兼顾一定的灵活性。 

01 实时飞行一览无余 

巡检系统PC端支持多架无人机连接，可实时监控无人机飞行状态及巡检任务执行情况，并在适当时候手动接管无人机进行手动巡检。

巡检系统移动APP端将无人机巡检画面推送到RTMP推流服务器，PC端访问推流服务器进行拉流，可以实现无人机巡检直播画面的显示，包括可见光、热成像及巡检小地图。 此外，PC端也可接收无人机传回地面的运行信息，实现对无人机基础信息（飞行坐标、电池电量、GPS信号、遥控信号、图传质量、云台俯仰角、无人机偏航角、飞行速度）的远程监控，并根据无人机工作模式展示无人机巡检的状态（自动/手动）。巡检任务以地铁线路图的形式对巡检路线、巡检进度及线路信息进行实时展示。 

02 航线规划专业高效 

依据光伏厂站地理地势信息，结合无人机测绘及设计信息，以对应比例尺绘制光伏厂站信息小地图，并对光伏板进行编组。初步将光伏编组中心设置为无人机的飞行航点，在航点处设置无人机动作，随后在满足无人机电量续航及任务时长的条件下依次连接各航点行程单一的飞行航线，在此基础上区分巡检航线及巡航航线，满足不同作业需求。

初步进行航线规划后，飞手持移动APP端到光伏现场进行航点校核，依据现场光伏板实际布置情况及无人机拍摄状态对无人机和云台进行微调，从而既满足无人机高效的飞行又能保证无人机拍摄的质量。无人机逐一飞越各个航点后，巡检方位将覆盖整个光伏厂区，重新微调已初步规划的路线后，即可形成一条条有效航线。 

03 任务设置灵活多变 

每一条计划内的无人机巡检任务，可设置巡检开始时间点，选择已有航线或添加新航线，并设置长期任务时间段，每个周期内定期生成任务，此外每一条任务可由不同航线任意搭配，并依据实际情况规划无人机的类型及架次。 任务执行完后可视化查看巡检日志，日志记录任务航线、到达航点的详细信息和拍摄的图像，并用不同颜色表示巡检过程中的异常问题。 

04 飞行管理井然有序 

系统实行严格的授权形式，绑定飞手可飞的无人机机型及飞行场合信息。无人机光伏智能巡检系统移动APP端每一端对应一架无人机，并通过账号注册进行关联，PC端通过连接授权的方式向移动APP端申请控制权限，APP端确认并授权成功后，无人机将分配到相应的人员去管理、维护，对应的人员可以远程或现场手动接管无人机飞行，并对起降等关键操作进行决策。 特定的人员管理特定的无人机，将巡检任务问责机制精确到基层员工，提高场站巡检管理的可控性及高效性。

05 安全防护固若金汤 

依据地理地势条件设置无人机飞行高度、距离上限，并设置典型的失控行为，前期进行场站小地图绘制时，分区域规划紧急迫降点，出现失控时可以优先选择对应区域内的迫降点进行迫降。

除此之外，可以动态设置无人机飞行航线结束或低电量返航点，并依据特定情况（人员过多的干预无人机自主飞行）进行更改返航点，在无人机电池电量策略中，开启低电量自动返航，并动态设置低电量行为阈值，充分保证无人机飞行安全。

提高故障发现及时性，提高运维管理能力，提高电站发电效率

可以在荒漠、山地、水上等恶劣复杂环境下运行，解决了太阳能光伏电站人工巡检效率低、准确率低、成本高等问题，大大地提高了电站的运维能力。 自主式巡检光伏电场，捕获图片信息，使用大数据挖掘和图像算法，准确迅速地检测并定位故障点，产生详细的巡检报告。 及时诊断太阳能电池板是否存在遮挡、损坏、隐裂、电气元件发热等故障，通过发现并解决故障，增加发电量，提升光伏电站的发电效率。