近日，國網冀北電力實現換流站閥廳無人機部署，並圓滿完成世界首次閥廳室內帶電自主飛行巡檢。國網冀北電力無人機閥廳室內自主飛行巡檢方案克服了室內障礙物阻擋、無線電訊號擾動、強電磁干擾、無法使用常規高精度 RTK 定位等重大技術難題。
勇於探索 順應數字化運檢技術革新浪潮
為貫徹國網公司數字化轉型發展戰略，落實現代裝置管理體系構建的有關要求，國網冀北電力深入推進直流換流站智慧運檢技術水平提升，運用全景影片融合、多維資訊呈現和數字孿生等先進技術，在數字換流站建設方面開展了大量卓有成效的探索和嘗試。
閥廳裝置作為換流站的心臟，裝置帶電後人員將無法進入。執行人員透過閥廳牆壁上部署的工業電視和紅外探頭，對換流閥等核心裝置進行全面監控，確保換流站長週期安全穩定執行。自2020年6月投運以來，張北柔直電網試驗示範工程已安全穩定執行800餘日，累計彙集新能源電量約100億度。
中都換流站每個單極閥廳安裝有12個閥塔，每個閥塔由16根絕緣子支撐，每個閥塔上安裝有132個子模組。隨著公司內外部對換流站執行可靠性要求的不斷提升，在無人環境下，實現對室內複雜結構裝置近距離無死角查驗，具備指哪看哪、自主巡視、智慧判定等功能，為運檢人員高效工作助力。
作為數字換流站技術的重要補充，目前，國網冀北電力不斷推動閥廳無人巡檢技術落地，進一步最佳化現場裝置執行資料分析與智慧技術手段的結合，紮實推動換流站數字化轉型。
首飛成功 國網冀北電力攻克多項重大技術難題
近年來，多旋翼無人機快速發展。無人機憑藉其靈活度高、結構簡單、成本低廉和可垂直升降等優點，成為電力裝置巡檢的重要補充手段。目前，無人機自主巡檢在輸電和配電領域應用比較廣泛成熟，在變電站和換流站室外巡檢方面也有一定的應用。
國網冀北電力積極貫徹國網公司直流專業數字化頂層設計有關部署，秉承“智巡為主、人巡為輔”的原則，穩步推進換流站閥廳室內無人機自主飛行巡檢方案落地。針對全封閉空間、強電磁干擾、高電壓環境、高密度結構的閥廳，聚焦無人機抗電磁干擾、精確定位、自主飛行等重大難題開展技術攻關，保障巡檢方案順利落地。
抗電磁干擾技術
換流站閥廳作為佈置換流閥等核心裝置的重要建築，採用全金屬遮蔽結構，用以遮蔽外部電磁干擾及無線電訊號。此外，換流閥工作時會產生比較強的電磁場，容易對電子和電器裝置造成干擾。因此對無人機及其保障裝備電磁抗干擾技術提出了很高的要求。
為了解決該問題，閥廳無人機採用雙頻段調頻技術和跳頻技術相結合的無線通訊手段，以此保證某一頻率、某一通道在受到電磁干擾的條件下，能夠自動跳轉頻率、通道保障無人機與控制端無線訊號的穩定，確保飛行作業安全性。不僅如此，由於換流閥帶電執行條件下禁止人員進入，無人機自主巡檢系統中的無人機子系統、通訊子系統、航空站子系統等保障裝備均採用雙套冗餘配置，確保超強電磁場環境下系統執行的可靠性，全面提升年檢週期內的無人機全天候保障能力。
室內精準定位技術
一般情況下，無人機在室外飛行自主巡檢需要無人機能夠實時接收到衛星GPS位置資訊訊號、網路RTK精準定位訊號，以保證無人機按照規劃航線自主導航、自主飛行、自主精準定點懸停拍照。而換流站閥廳這樣的室內空間定位與室外空間定位技術存在很大不同，無人機在室內空中飛行時，同樣需對無人機進行精準的空間定位，需要構建三維座標系統。閥廳室內部署自有空間定位系統（UWB超寬頻室內定位系統），並結合視覺識別定位系統用以滿足無人機的室內精準定位要求。
自主飛行技術
該系統透過無人機巡檢平臺集中管控，結合數字化換流站DCK高階應用模組，可以一鍵式操控前端集控無人機執行智慧巡檢作業任務，雙機智慧航空站（一站雙機）提供保障平臺，實現對兩臺無人機的存放、雙機智慧換電、協同飛行、自主飛行、應急飛行、全天候高效作業。
目前，國網冀北電力已完成換流閥空載加壓工況下的首次試飛，中都換流站閥廳無人機已針對特定區域實現了多種應用場景的覆蓋，如換流閥紅外測溫無死角帶電檢測、換流閥可見光無死角日常巡視、子模組旁路開關位置輔助判定、換流閥水冷系統滲漏點位精確查詢等，大幅提升了換流閥運檢效率。
任重道遠 攻堅閥廳無人機巡檢技術高地
此次國網冀北電力打造了完整的全流程巡檢方案，在創新性地解決室內障礙物阻擋、無線電訊號干擾、電磁干擾、無法使用常規的高精度 RTK 定位、自主飛行可靠性等技術難題的同時，實現了無人機自動飛行巡檢與資料實時管理、分析，是我國電網無人機應用的又一個里程碑。
完成閥廳無人機部署和空載加壓工況下特定區域的首次試飛，只是換流站閥廳無人機智慧化應用的第一步。國網冀北裝置部直流處楊敏祥表示，在既有工作成果基礎上，將穩步、審慎、有序推進換流閥帶電執行工況下的試飛工作，深化無人機電磁抗干擾、閥塔通道飛行穩定性、室內防碰撞等研究工作，繼續探索子模組一鍵自主飛行定位、子模組旁路開關狀態自動判定、換流閥水冷系統滲漏自主識別等更多高階應用場景，為換流站閥廳無人機部署工作提供可推廣、可複製的經驗，爭當國網數字換流站DCK（空天一體）體系建設不可或缺的參與者和開拓者。
透過建設換流站閥廳無人機集控監測巡檢系統，可大幅減少人員巡視的工作強度。在形成常態化運用後，具有全天候、高頻次的巡檢能力，大幅提升工作效率與巡檢質量。
經濟發展，電力先行。未來，國網冀北電力將持續努力創新，多層級、多方位、多角度開展立體式智慧巡檢技術應用，確保電網安全穩定執行，為保障民生需求和國家經濟發展貢獻國網力量。