Проверка работы линии электропередач представляет собой довольно трудоемкий процесс, но, тем не менее, он «жизненно важен» для электроэнергетических компаний. Невозможно безопасно «передавать и распределять энергию» без проверки линий на предмет повреждений или рисков, связанных с ростом деревьев и кустарников.
Но, возможно, в ближайшее время такие виды работ станут эффективными и автоматизированными.
Традиционная проверка линии электропередачи.
Обычно инспекция линии электропередачи выполняется в процессе непосредственного обхода линии (рис. 1). Группы сотрудников могли проходить десятки километров в день. Для коммунальных предприятий, эксплуатирующих небольшие сети протяженностью 1 000–2 000 км, это может быть вполне оправдано. Но для крупных компаний преодоление больших расстояния не эффективно.
1. Проверить линии электропередач вручную непросто. Однако автоматизированные дроны в сочетании с передовыми технологиями меняют процесс инспекции.
Тем не менее, раньше это был единственный вариант. Таким образом, электросетевым предприятиям приходилось расставлять приоритеты, основываясь на знаниях и опыте полевых команд. Какие линии проверялись при последнем обходе? В каких районах более быстро растут деревья? Где находятся наиболее важные операционные точки сети? Такие вопросы неизбежно приводят к субъективной оценке и принятию необоснованных решений.
Позже инспекторы могли дополнено проводить визуальные осмотры больших участков земли с вертолета и указывать на интересующие области для дальнейшего наземного осмотра. Высококачественные камеры использовались для дальнейшего изучения снимков.
Несомненно, это был большой шаг вперед. Однако вопрос оставался нерешенным, а весь процесс слишком дорогостоящим. Для реального мониторинга всей сети, и принятие решений, как и прежде, требовалось большое количество сотрудников.
Инспекция линии электропередачи в настоящее время.
В настоящее время появляются новые возможности, которыми могут воспользоваться сетевые операторы.
Во-первых, значительно расширились возможности сбора данных с вертолета, оснащенного множеством камер и сенсорных систем. В дополнение к стандартным (но сверхвысоким) камерам появились тепловизоры для определения горячих точек; LiDAR (дистанционное и дальномерное освещение), которое дает возможность построить трехмерную картину физического мира; гиперспектральные изображения, которые могут использовать различные длины волн света для идентификации видов растений.
Еще одним большим шагом вперед в последние годы стало внедрение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) или дронов (рис. 2). Оснащенные современными камерами, беспилотные летательные аппараты могут использоваться для повышения эффективности наземных инспекционных бригад. Они не дублируют маршруты вертолетов по дальности полета или широте функциональных возможностей, а скорее увеличивают дальность и производительность инспекционных бригад, увеличивая охват, объем и качество данных.
2. Дроны изменили способ проведения проверок линий электропередач.
Но нет смысла собирать множество обычных LiDAR, гиперспектральных и тепловизионных изображений только для того, чтобы предоставить их в аналитический отдел. Понимание приходит из перекрестных снимков на различные потоки данных с использованием отметок времени и местоположения для построения единого согласованного представления сети в соответствии с различными метриками - другими словами, цифрового двойника. Данные LiDAR могут показать ветку, висящую рядом с линией электропередачи, гиперспектральные изображения определяют ее как склонную к падению на линию электропередачи при сильном ветре, а изображения высокой четкости подтверждают диагноз. Инспектор может виртуально осматривать сеть, систематически проверять критические точки, создавать рабочие задания и направлять команду.
Зарождающиеся сегодня технологии, такие как искусственный интеллект (AI) и машинное обучение (ML), делают процесс осмотра линии еще быстрее и проще.
Будущее будет автоматизировано.
Сегодняшняя передовая практика, описанная выше, вскоре станет стандартной практикой. Но как будет выглядеть лучшая практика в ближайшем будущем?
Во-первых, цифровые подходы со временем станут более устойчивыми. Цифровые двойники перейдут от новых инновационных решений к базовым линиям, где будут приниматься решения. Новые программы и приложения будут разрабатываться для более полного использования полученных данных, и по мере увеличения истории данных приложения AI и ML станут более точными и ценными.
Беспилотные летательные аппараты станут гораздо более совершенными (рис. 3). Сегодня правила ограничивают работу дронов в пределах прямой видимости. В будущем дроны будут работать в значительной степени автономно, перемещаясь между площадками (возможно, интегрированными с распределенными энергоресурсами, такими как батареи и солнечные установки), и непрерывно проверять сети без контроля человека. Это значительно увеличит охват сети и сократит интервалы между проверками, в конечном итоге создавая более точные данные.
3. Беспилотные летательные аппараты оснащены инфракрасными камерами и другими современными технологиями. Соединяя эти инструменты с такими продуктами, как автоматическая детальная инспекция (ADI), можно получить огромное количество данных, на основе которых будут приниматься решения по техническому обслуживанию.
Также возможна интеграция с другими типами данных. Очевидно, это будет происходить на основе спутниковых данных, которые могут очень быстро предоставлять высокоуровневые данные по обширной территории, дополняя детализированные данные, собранные около земной поверхности.
Но возможна и более широкая интеграции. Наряду с решениями по проверке активов коммунальные предприятия также инвестируют в такие технологии, как мониторинг сетевого тока и напряжения, анализ качества электроэнергии и устранение неисправностей. Легко увидеть, как такие решения смогут дополнять друг друга: например, данные проверки активов смогут предоставить контекст по обнаруженным неисправностям; или частые неисправности укажут на приоритетную область для проверки на предмет предотвращения лесных пожаров.
В конечном счете, будущее инспекции линий электропередач будет автоматизированным, интегрированным и невероятно богатым данными. Цифровые методы заменят аналоговые, быстрые процессы заменят медленные, а парадигма, основанная на дефиците, будет заменена парадигмой изобилия. Это заманчивое видение будущего, но передовые коммунальные предприятий уже приближаются к нему.