2024年基于北斗+视觉融合的风电设备安全状态在线监测与远程诊断报告

西安热工研究院有限公司徐创学 TPRI基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 技术背景-风电环境 新能源风电场多建设在偏假的山地、丘陵、戈壁滩等地区，地形复杂、交通不便 车辆作为企业最基本的生产工具，无论是前期、基建，还是生产、经营，对交通运输的依赖性都很强， 受到交通条件、复杂地形、气候条件、环境破坏几方面影响，新能源场站车辆作业面临着高空、高压作业的操作风险恶劣气候风险以及道路安全等风险因素，导致由于车辆交通产生的安全事故占到了全年事故的50%以上，成为主要的安全风险因素。 PR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 技术背景-安全事故 随着国内新能源场站数量和规模的不断增大，每年的新风机台数和旧风机检修台数更是一个庞大的数量，以及场站地区的特殊环境条件，导致场站内交通安全和任务管理问题日益凸显。新能源场站交通作为主要道路交通的衔接和扩展其安全问题也应得到必要的重视。 2020年1月14日范家洞风电项自场内道路发生一起车辆坠崖事故，导致5人死亡，直接经济损失约528万元。2022年7月6日11时在广西风电场发生一起车辆伤害事故，造成施工人员一人死亡，直接经济损失约105万元。2023年10月5日，四川大凉山风电场，2400吨吊车因道路翻落到山下里造成一死一伤，车辆损失超过4000万：华能陕西子长49.8兆瓦风电项目2·16”履带起重机倾覆事故，直接经济损失878.75万元。 卫产R基于“北斗十风电设备安全状态在线监测与远程诊断 技术背景-政策文件 2015年12月，习近平总书记在127次中央政治局常委会上指出：“对易发重特大事故的行业领域采取风险分级管控、隐患排查治理双重预防性工作机制，推动安全生产关口前移”。 2016年12月中共中央国务院印发的《关于推进安全生产领域改革发展的意见》，是新中国成立以来第一个以党中央、国务院名义出台的安全生产工作的纲领性文件，具有里程碑式的重大意义。2022年，国务院印发《“十四五”全国道路交通安全规划》的通知（安委办【2022】8号），预计“十四五”期间，车辆交通安全管理机制进一步完善，车辆交通现代治理体系进一步健全。2023年初，中国华能集团有限公司召开安全生产委员会年度第一次会议，集团认为，公司安全生产工作必须坚持从讲政治的高度看待安全生产工作，坚持以人民为中心的发展思想，坚持系统思维、标本兼治，坚持关口前移、预防第一，统筹抓好“六个强化重点工作任务。“十四五开局之年，北斗三代卫星导航系统已全面建成，我国卫星应用迈入新的阶段，国家政策规划要求大力发展北斗产业，推动北斗终端各领域规模化应用。陕西省也提出加快卫星应用产业集群化，打造六大卫星应用行业链，建设卫星应用三大支撑平合，自前成为直个全网支持全星座、全频率高精度定位服务的省份，北斗系统已为我省572家企事业单位、8324个用户无偿提供全天候、无间断、高精度实时定位服务。 PR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 技术背景-能源与北斗时空属性 空间：天上、空中、地上 时间：过去、现在、将来 全球气候变化和能源转型的需求给传统电力系统带来新的挑战和机遇，高新技术的应用为电力系统的现代化和智能化提供技术支持，电力系统迎来新的发展。北斗系统已由导航定位服务升级为时空信息服务不断催生北斗应用新业态。 TPR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 业务场景需求-风电机组犬态在线监测 新能源风电机组在使用过程中，会受到各种不同因素的影响，导致其状态的不同变化。其运行状态的变化不仅影响到了产生的风能，还可能会导致故障的发生。因此，风力发电场的安全监测一直是个重要的问题在线监测风机设备的运行状态十分重要，可以提高风机的运行效率、可靠性和安全性。 感知智能是人工智能的重要层次，它赋予机器视觉、听觉、触觉等感知能力，使其能够与外部世界进行交互。 TPR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 常规机器视觉识别监测技术缺陷 当我们以2D形式拍摄图像时，由于透视投影过程，所有深度信息都会丢失。拍摄图像时，它会从3D转换为2D，并呈现在2D平面上，其中每个点（或像素）与相机镜头的距离根本不存在。这会导致深度信息的丢失。但这正是我们用2D图像进行三维重建所需要的信息。我们解决方案的关键在于赋予每张图像像素的深度信息。 TPR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 北斗+机器视觉识别监测方法 光学成像时，它会从3D转换为2D，并呈现在2D平面上，其中每个点（或像素）与相机镜头的距离根本不存在。这会导致深度信息的丢失。通过北斗RTK定位及三角测量原理可以计算出物体的深度值，结合深度信息和坐标转换关系，可以重建出物体的三维信息，从而实现对物体的三维重建。 TR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 视觉融合在线监测业务场景 国内风电产业发展迅速，安全事故也频频发生。作为风电机组的支撑系统，塔简是机组损坏的主要部分。风机塔筒、塔筒法兰及螺栓质量不合格、塔简连接螺栓力矩值达不到要求以及风电机组基本强度未达到设计要求均会导致塔筒出现一定的倾斜，外形发生变化，进而损坏发生倒塌。 户基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 PR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 TP基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 北斗+实景三维视觉融合技术 “北斗”是中国自主研发的全球卫星导航系统，提供高精度的定位、导航和时间服务。实景三维技术通过集成遥感、地理信息系统（GIS）、三维建模等技术，提供高精度、高分辨率的三维空间信息。两者结合，可以为新能源发电行业安全作业提供强大的数据支撑和精准的空间定位。 智能分析与决策支持 精准定位与数据采集 信息集成与可视化 动态监测与预警 将风电场的各类信息，如ERP设备资产SCADA生产运行巡检运维数据等集成到实景三维模型中，实现数据的可视化管理 利用北斗系统的高精度定位功能，利用无人机、激光雷达等技术，对风电机组进行高精度的三维数据采集，建立新能源场站的三维模型。 利用大数据分析和人工智能技术对风电数据进行智能分析，为风电优化检修管理和应急智慧提供决策支持。 结合物联网技术实现对风场内设备、环境、车辆和人员的动态监测，及时预警潜在风险。 北斗+实景三维视觉融合技术 “北斗+实景三维”技术组合，为新能源发电行业安全作业提供了新的技术支撑和解决方案。 PR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 视觉融合的风电设备状态监测技术特点 自动化应用 可视化高效显示 高效准确 实时监测 非接触式无感检测 利用视觉融合辅助技术，可以对大量的风机设备进行自动化、高效率的检测，减少人工干预和误判的可能性 基于视觉融合的检测技术可以与SIS（SCADA）系统相结合，实现设备状态的在线连续检测，提高生产效率和产品质量。 系统可以对新能源场站内设备、环境、车辆和人员等方面的全面监测和分析为风电运营提供更准确、高效和安全的保障。 基于视觉融合的检测方法不需要直接接触设备，减少了对设备影响同时也提高了检测安全性。 通过图像处理和分析将异常状态以图像的形式直观地展示出来方便远程集中进行识别和判断。 TPR基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 产R基于“北斗+”风电设备安全状态在线监测与远程诊断 基于北斗+时空数据服务建立的“天-地-空"通导遥系统 THANK YOU