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江苏启动全国首个省域全息电网建设
时间:2020-05-28

全息 特指一种技术,可以让从物体发射的衍射光能够被重现,其位置和大小同之前一模一样。从不同的位置观测此物体,其显示的像也会变化。因此,这种技术拍下来的照片是三维的。全息这项技术可以被用于光学储存、重现,同时可以用来处理信息。虽然全息技术已经广泛用于显示静态三维图片,但是使用三维体全息仍然不能任意地显示物体。

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5月25日,国网江苏省电力有限公司正式启动全国首个省域全息电网建设,通过采集全省高电压等级架空输电线路物理数据,构建数字化电网,全面提升电网的智慧运维水平。据初步估计,数字化全息电网构建后,江苏电网运维减少的成本每年都将超过两亿元。

 

“通俗的说,全息电网就是真实电网的一个高精度三维立体数字沙盘,能够包含所有正在运行的输变电设施。现阶段,我们全息电网就已经达到了厘米级精度,即使一颗螺丝钉的变化都能被精准的发现。”江苏方天电力技术有限公司副总经理、总工程师翟学锋介绍说。

据介绍,全息电网可将现有二维的电网地图升级成三维立体形态,精准模拟和再现变电站、杆塔、电线以及线路走廊内的地形、地貌、地物等。基于全息电网技术,未来新建电网从规划设计、到建设施工、竣工验收等都可以实现全智能化管控。特别在电网运行维护方面,可以实现利用无人机大规模取代人工进行自主巡检,巡检效率可提升约6倍。

 

目前,国网江苏电力相关技术人员正采用多旋翼无人机,搭载三维激光雷达,全面扫描江苏电网500千伏及以上架空输电线路,建立高精度三维立体模型。“无人机激光扫描获取的三维点云,再结合高精度遥感正射影像、数字高程模型、倾斜摄影三维模型等数据源,将建立起一个多源数据融合的全息三维数字电网。”该项目实施单位方天公司无人机巡检技术服务中心负责人王红星说,“我们将对省内所有500千伏及以上高电压等级架空输电线路进行激光全息扫描,年内全息电网规模将达1.4万公里。十四五期间,将完成全部输电线路的电网全息化建设,总规模将超过9万公里。”

值得一提的是,构建数字化全息电网,也将同步全力撬动相关无人机、5g通信、自动驾驶、储能充电等新技术发展,拉动装备制造、人工智能、遥感测绘、数据服务等上下游产业市场规模将达千亿元级。

另据了解,5月11日,由国网江苏电力无人机巡检作业智慧管控中心组织的全省500千伏及以上架空输电线路无人机激光点云数据采集项目正式启动。该项目将在年内完成14000公里主网架线路“三维地图”的绘制工作,为输电线路智慧巡检常态化锚定基础,这也是目前国网公司系统内最大规模的无人机激光点云数据采集项目。

据悉,本次数据采集将以无人机搭载三维激光雷达的方式,全面扫描江苏500千伏及以上架空输电线路,建立高精度三维立体模型,强化对线路通道树障分布管控、交段跨保护、外破风险管控、输电线路各类模拟工况分析及三维可视化管理,有效提升输电线路通道运维水平。“无人机激光扫描获取的三维点云数据精度高达厘米级,再结合高精度遥感正射影像、数字高程模型、倾斜摄影三维模型等数据源,将建立起一个多源数据融合的全息三维数字电网。”该项目实施单位、江苏方天电力技术有限公司无人机巡检技术服务中心负责人王红星说。

“无人机激光点云数据采集最核心的就是点云密度。”正在现场组织中国能源建设集团安徽省电力设计院无人机团队作业的该院测绘部主任工程师葛奎说,激光雷达的点云密度相当于图像的分辨率,越高越精准,一般线路巡检业务点云密度是50个点/平方米,而此次是100-150个点/平方米。“这就相当于高清和4K,可以说是目前的最高标准了。这次数据采集工作点云密度之高、规模之大前所未有,对于数字化复现主网架结构、实现智慧巡检作业常态化来说意义重大。”当天,包括安徽省电力设计院在内的多家单位无人机团队依次作业,进一步熟悉了作业面和技术特点,大规模无人机激光点云数据采集作业将于近期在多地同步开展。

除了点云密度,本次采集工作对坐标系统准确度、扫描精度等都提出了近乎严苛的要求。“目标是‘一步到位’,绘制出一张精准高效的‘数字电网’。”王红星介绍,激光点云数据采集完毕后,方天公司还将建设“输电线路电网三维智能分析平台”,融合多源数据,提供三维空间量测分析、线路通道环境状态评估、线路工况模拟分析、无人机航线自主规划等功能,服务线路运维单位直观、实时地掌握输电线路工况,及时发现和处理异常情况,并支撑设备、建设、发策等部门进行精益化管理和规划决策等工作。

“‘数字电网’能够精准模拟和再现变电站、杆塔、电线以及线路走廊内的地形、地貌、地物,拥有输电设备状态实时监测分析、危险告警和环境风险评估等功能。”国网江苏电力设备部输电处处长王永强表示,无人机巡检实现了自动驾驶、自主飞行,进一步降低了巡检工作的人力物力成本,最终实现输电巡检作业数字化、精细化、智能化。

 

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