[發明專利]光伏電站巡檢的無人機路徑與充電樁布點優化規劃方法

有效

• 申請號: 202010638628.X
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111930138B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 丁莞爾;壽春暉;洪凌;周劍武;沈曲
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01C15/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及一種用于光伏電站巡檢的無人機路徑與充電樁布點優化規劃方法，包括：步驟1、提取光伏電站組串、變壓器和中控室等中心點的地理坐標；步驟2、通過無人機搭載鏡頭的焦距和分辨率確定無人機的飛行高度，結合無人機的飛行速度與續航里程，將所選的光伏組串數量所覆蓋的區域確定為一次飛行巡檢的區域大小。本發明的有益效果是：本發明實現了光伏電站巡檢時無人機路徑與充電樁布點的優化規劃，是實現光伏電站無人機全自動巡檢的必要環節，光伏電站的全自動巡檢能在無人機普通巡檢的基礎上進一步節省人工提升效率，有利于節省人工及時間成本，是實現整個光伏電站的全自動巡檢的必要步驟。

技術領域

本發明涉及無人機光伏巡檢領域，涉及路徑規劃與布點優化，特別是用于光伏電站巡檢的無人機路徑與充電樁布點優化規劃方法。

背景技術

我國太陽能資源非常豐富，開發利用潛力非常廣闊；隨著我國對能源的需求量日益增加，環保壓力增大，越來越多的光伏電站建成并投入使用，截至2020年一季度，我國已建成光伏電站2.08億千瓦。光伏電站由于其發電特點，光伏板面積大，數量多，場區范圍廣，目前的故障巡檢方式主要采用人工巡檢作業方式，時間成本高且效率低下。且部分光伏電站建設地點環境復雜，例如部分光伏電站地勢復雜或涉及水域區域等，人工檢測難度大且具有安全風險。

無人機配備可見光鏡頭與紅外線熱感應攝像頭，可識別光伏組件的破碎、灰塵、熱斑等缺陷。無人機光伏運維應用于光伏電站的巡檢，其工作效率高于人工檢測，精確度更高，而工作的危險度大幅降低。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種用于光伏電站巡檢的無人機路徑與充電樁布點優化規劃方法。

這種用于光伏電站巡檢的無人機路徑與充電樁布點優化規劃方法，包括以下步驟：

步驟1、提取光伏電站組串、變壓器和中控室等中心點的地理坐標；

步驟2、通過無人機搭載鏡頭的焦距和分辨率確定無人機的飛行高度，結合無人機的飛行速度與續航里程，將所選的光伏組串數量所覆蓋的區域確定為一次飛行巡檢的區域大小；

步驟3、根據一次飛行的巡檢區域大小確定光伏電站所需的充電樁個數，對充電樁的布點進行規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庫進行巡檢路徑優化；所述機庫為無人機長期存放的場所，機庫設置于中控室旁，無人機從機庫出發，路經各充電樁后回到機庫；

步驟5、進一步細分每個充電樁的管轄范圍，識別管轄范圍的邊界，根據邊界形態和組串分布情況，將每個充電樁的管轄范圍劃分為若干個飛行小區，每個細分的飛行小區可由無人機在一次航程內完成巡檢；

步驟6、對每個飛行小區進行巡檢路徑優化：無人機從充電樁出發，巡檢完飛行小區的所有組串后回到所屬充電樁，并根據無人機同框拍攝的組串數量進行路徑優化；

步驟7、形成整個光伏電站的無人機巡檢路徑：無人機從機庫出發，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，直至巡檢結束回到機庫。

作為優選，所述步驟1中地理坐標通過電站的圖紙或現場測量得到，地理坐標包括經度、緯度和海拔高度。

作為優選，所述步驟2具體包括以下步驟:

步驟2.1、通過無人機的飛行速度和續航里程確定無人機一次飛行巡檢區域的大小和無人機一次飛行的距離；

步驟2.2、任選相鄰光伏組串若干，根據無人機鏡頭同框拍攝的光伏組串數量進行路徑優化并得到巡檢完所選光伏組串的最短距離；