日前,国网首套基于5G+北斗无人机电力线路巡检系统在国网青岛供电公司完成研发、联调和试飞工作,标志着5G、北斗等新技术在电网又一项重要应用落地。

自2019年8月开始,国网青岛供电公司联合中国电信、华为公司在输电、配电、变电等各环节开展密切合作,成立了5G应用联合创新实验室,共同推进5G电力创新的商业化应用,成功建成全国首个大规模5G+智能电网实验网,覆盖青岛崂山、市南、西海岸等多个区域,先后在5G配网智能分布式FA 商业试点、5G+精准负荷控制等创新应用上取得了系列成果,相关成果在国内外屡次获奖,并且作为唯一的工业能源案例入选全球移动通信协会5G独立组网驱动应用案例集。2020年6月国网青岛供电公司率先与中国电信签署全球首个5G+智能电网商业合同。此外2019年8月,青岛公司率先在110kV顾家变电站建成国内首座电力北斗地基增强站,以青岛模式带动全省完成39座基站建设,成为国网系统首个完成北斗地基增强站全覆盖的省份。

近年来为了减轻输电线路巡检工作强度,无人机巡线作业模式开始大规模推广。随着这种模式的逐渐推行,一些问题也逐步显现:一是飞行“操作难”。巡检人员想要拍清楚细节,需要对杆塔、线路近距离拍摄,操作不当容易造成坠机或触碰线路造成事故,影响飞行巡检的安全和质量;二是数据“回传难”。无人机巡检拍摄的图像默认是存储存储卡上,需要完成飞行任务后,取出存储卡,导入到电脑中分析处理。图像不能实时回传,严重制约缺陷发现的及时性。而如果通过公网传输存在电力信息泄露的风险,数据安全传输的通道亟待解决;图像“分析难”。无人机拍摄的巡检图片,需要由人工分类,再逐张放大检查缺陷,标注和命名,这一系列图片分析处理流程,占据了大量时间,制约着无人机巡检综合效率的提升。

针对上述问题,国网青岛供电公司融合5G切片网络、电力北斗地基增强系统,挖掘图像缺陷智能分析潜力,拓展“5G+”、“北斗+”工业互联网应用,形成无人机自主巡检、图像实时5G传输、缺陷智能识别、数据自动分析等一整套智能巡检方案,大幅提升线路巡视效率和智能化水平,促进北斗、5G等技术电网的应用。

其中针对“飞行操作难”问题,国网青岛供电公司提出基于北斗系统的无人机自主巡检方案,通过厘米级精度的北斗智能时空服务,配合三维激光点云数据,实现无人机巡视线路自主规划、一键启动,自动完成巡视任务并返航,中间过程不需要人工干预;针对“数据回传难”的问题,采用5G电力切片网进行实时传输,研发了支持5G SA网络的无人机智能巡检终端-——“青隼”,挂载到无人机上,实时读取机身图片和高清视频,通过5G切片网络远程传输至无人机巡检管控平台,可实时监控无人机巡检状态、第一视角视频、巡检照片等信息;针对“图像分析难”问题,采用业界领先的图像识别算法搭建人工智能识别平台,实现巡检后图像的自动诊断与分析,并生成巡检报告发送给输电运检人员,为无人机巡检提供辅助决策。

国网青岛供电公司5G+北斗无人机电力线路巡检系统将5G技术及自研国产芯片、北斗及人工智能等技术创新性的应用于无人电力线路巡检中,解决了困扰无人机电力线路巡检“操作难”、“回传难”、“分析难”的问题,实现从前期线路规划、作业过程中的实时监管、到作业后的图片识别及缺陷汇总上报巡线作业全流程的数字化、网络化。做到巡线作业过程和结果的可控、可查、可追溯。可减少运检内业和外业人员的工作量,提高工作效率和工作质量。海量巡检数据也为将来的数据挖掘、图片对比提供了强大的基础数据支撑。

中国电信与华为共同规划5G专网相关产品技术并积极创新探索,通过联合深入分析包括电力在内的行业典型需求与应用场景,推出“如翼、比邻、致远”三类模式5G公网专用服务,基于创新项目实践不断试点、验证和优化。在国网青岛5G+智能电网实验网项目中,三方采用了“如翼模式”5G专网,在网络层面提供端到端5G SA切片网络,在边缘层面则结合5G MEC无处不在的联接能力和超性能异构计算能力,提供电力行业严苛的安全生产所需的差异化、确定性极致网络体验。

下一步,国网青岛供电公司将持续优化5G+北斗无人机电力线路巡检系统,继续强化跨专业、跨部门联合协作和专项攻关,促进产研深度融合,在确保设备安全、人身安全和数据安全的前提下探索试点更多5G应用场景落地,形成一批可落地、可推广的应用解决方案,推进5G+智能电网商用化进程。