[發(fā)明專利]光伏電站巡檢的無人機(jī)路徑與充電樁布點優(yōu)化規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010638628.X
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111930138B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁莞爾;壽春暉;洪凌;周劍武;沈曲
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江浙能技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01C15/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.一種光伏電站巡檢的無人機(jī)路徑與充電樁布點優(yōu)化規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、提取光伏電站組串、變壓器和中控室的地理坐標(biāo)；

步驟2、通過無人機(jī)搭載鏡頭的焦距和分辨率確定無人機(jī)的飛行高度，結(jié)合無人機(jī)的飛行速度與續(xù)航里程，將所選的光伏組串?dāng)?shù)量所覆蓋的區(qū)域確定為一次飛行巡檢的區(qū)域大小；

步驟3、根據(jù)一次飛行的巡檢區(qū)域大小確定充電樁個數(shù)，對充電樁的布點進(jìn)行規(guī)劃并確定各充電樁管轄的組串范圍；

步驟4、對選定的充電樁與機(jī)庫進(jìn)行巡檢路徑優(yōu)化；所述機(jī)庫為無人機(jī)長期存放的場所，機(jī)庫設(shè)置于中控室旁，無人機(jī)從機(jī)庫出發(fā)，路經(jīng)各充電樁后回到機(jī)庫；

步驟5、進(jìn)一步細(xì)分每個充電樁的管轄范圍，識別管轄范圍的邊界，根據(jù)邊界形態(tài)和組串分布情況，將每個充電樁的管轄范圍劃分為若干個飛行小區(qū)，每個細(xì)分的飛行小區(qū)由無人機(jī)在一次航程內(nèi)完成巡檢；步驟5具體包括以下步驟：

步驟5.1、進(jìn)一步細(xì)分每個充電樁的管轄范圍，識別管轄范圍的邊界：

步驟5.1.1、選擇管轄范圍內(nèi)的任一組串中心坐標(biāo)點為point(1)，在同一管轄范圍內(nèi)找到距離該點最遠(yuǎn)的組串中心坐標(biāo)點為point(2)，則point(2)為該管轄范圍的一個邊界點；

步驟5.1.2、尋找組串中心坐標(biāo)點point(3)使得向量V₂＝point(3)-point(2)與向量V₁＝point(1)-point(2)的夾角最大，則point(3)為另一邊界點；

步驟5.1.3、重復(fù)執(zhí)行步驟5.1.2,找到組串中心坐標(biāo)點,使得找到的point(i)組成的point(i)-point(i-1)與point(i-2)-point(i-1)的夾角最大，point(i)中i＝3；直至找到的組串中心坐標(biāo)點point(i)與point(2)重合；將選出的組串中心坐標(biāo)點point(i)定為管轄范圍的邊界點；

步驟5.2、將每個充電樁的管轄范圍劃分為若干個飛行小區(qū)：選擇邊界點坐標(biāo)point(i₁),point(i₂)，…，point(i_n)，其中n為劃分區(qū)域的個數(shù)，選擇出的邊界點與充電樁間的連接線將充電樁的管轄范圍平分為n個區(qū)域；

步驟6、對每個飛行小區(qū)進(jìn)行巡檢路徑優(yōu)化：無人機(jī)從充電樁出發(fā)，巡檢完飛行小區(qū)的所有組串后回到所屬充電樁，并根據(jù)無人機(jī)同框拍攝的組串?dāng)?shù)量進(jìn)行路徑優(yōu)化；

步驟7、形成整個光伏電站的無人機(jī)巡檢路徑：無人機(jī)從機(jī)庫出發(fā)，按照充電樁巡檢路徑，確定巡檢各充電樁管轄范圍的順序，當(dāng)完成一個充電樁管轄范圍的巡檢時，按照充電樁巡檢路徑巡檢至下一個充電樁的管轄范圍，直至巡檢結(jié)束回到機(jī)庫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光伏電站巡檢的無人機(jī)路徑與充電樁布點優(yōu)化規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟1中地理坐標(biāo)通過電站的圖紙或現(xiàn)場測量得到，地理坐標(biāo)包括經(jīng)度、緯度和海拔高度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光伏電站巡檢的無人機(jī)路徑與充電樁布點優(yōu)化規(guī)劃方法，其特征在于，所述步驟2具體包括以下步驟:

步驟2.1、通過無人機(jī)的飛行速度和續(xù)航里程確定無人機(jī)一次飛行巡檢區(qū)域的大小和無人機(jī)一次飛行的距離；

步驟2.2、任選相鄰光伏組串若干，根據(jù)無人機(jī)鏡頭同框拍攝的光伏組串?dāng)?shù)量進(jìn)行路徑優(yōu)化并得到巡檢完所選光伏組串的最短距離；

步驟2.3、若最短距離大于無人機(jī)一次飛行距離的80～90％，則減小所選光伏組串?dāng)?shù)量；若最短距離小于無人機(jī)一次飛行距離的80～90％，則增大所選光伏組串?dāng)?shù)量；直至計算出的最短距離與一次飛行距離的80～90％范圍一致。