[发明专利]基于LiDAR的输电线路智能巡检系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的高压输电线路运行领域，尤其涉及一种基于LiDAR的输电线路智能巡检系统。

背景技术

现行输电线路的运检管理模式和常规的人工作业方式，不仅劳动强度大、工作条件艰苦，而且劳动效率低，特别是在对山区和跨越大江大河的输电线路的巡查，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间等电网紧急故障和异常气候条件下，线路维护人员要依靠地面交通工具或徒步行走、利用普通仪器或肉眼来巡线检查、处理设备缺陷，所花时间长、人力成本高、危险性高。现有线路巡检工作还存在以下问题：

1、智能巡检装置缺乏，传统巡检效率低；

2、巡检信息反馈不及时，应急响应手段缺乏；

3、存在巡检盲区；

4、巡检信息管理自动化程度低。

在当今智能电网急速发展过程中，急需高效率的输电线路巡检方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于LiDAR的输电线路智能巡检系统。

根据本发明一个方面，提供一种基于LiDAR的输电线路智能巡检系统，包括：三位量化信息获取单元，适于获取输电设备实际空间三维量化信息和输电线周边环境地物实际三维量化信息，即LiDAR提供的点云数据；三维重建单元，适于基于输电设备实际空间三维量化分布信息和输电线周边环境地物实际三维量化信息，对输电线路本体及走廊进行三维重建；以及智能巡检分析单元，适于基于三维重建结果，进行安全距离检测，并根据安全距离检测结果和输电线路安全规范进行安全距离分析，对不符合安全规范的进行提示或者报警。

可选的，所述智能巡检分析单元还适于：基于三维重建结果以及输电线路基本台帐信息、物理特性信息、线路实际运行状态信息以及线路实际环境气象信息，对不同工况条件下输电线路安全评价，对不符合安全规范的进行提示或者报警。

可选的，所述智能巡检分析单元还适于：基于多个时间点的三维重建结果，进行变化监测。

可选的，所述的基于LiDAR的输电线路智能巡检系统还包括：三维可视化单元，适于将三位量化信息获取单元、三维重建单元以及智能巡检分析单元的操作过程和以三维可视的结果显示给用户。

可选的，所述三位量化信息获取单元还适于获取主流GIS平台矢量格式数据和主流栅格影像格式数据，用于提供输电线路所在的地理数据，作为LiDAR提供的点云数据的补充。

根据本发明另一个方面，提供一种基于LiDAR的输电线路智能巡检方法，包括：

步骤1、获取输电设备实际空间三维量化信息和输电线周边环境地物实际三维量化信息，其中，所述三维量化信息为LiDAR提供的点云数据；

步骤2、基于输电设备实际空间三维量化分布信息和输电线周边环境地物实际三维量化信息，对输电线路本体及走廊进行三维重建；和

步骤3、基于三维重建结果，进行安全距离检测，并根据安全距离检测结果和输电线路安全规范进行安全距离分析，对不符合安全规范的进行提示或者报警；或者

基于三维重建结果以及输电线路基本台帐信息、物理特性信息、线路实际运行状态信息以及线路实际环境气象信息，对不同工况条件下输电线路安全评价，对不符合安全规范的进行提示或者报警；或者

基于多个时间点的三维重建结果，进行变化监测。

可选的，对不同工况条件下输电线路安全评价包括：

基于气候参数的安全状态检测：

针对覆冰和风偏两类气候条件的导线变化模型，计算变化后导线对于周围地形及地物的安全距离以及安全状态。

可选的，对不同工况条件下输电线路安全评价包括：

植被危险点监测：

首先利用八叉树原理进行最邻近点检索，分别搜索与输电线点云中每个点最近的植被点；

然后计算最邻近植被点与输电线的垂直空间距离；

将解算的空间距离结合植被的生长模型分别与安全距离比较，当空间距离大于安全距离时，则显示输电线路安全，并根据生长模型判断该段线路的安全时限，否则，判断该段输电线路存在安全隐患。

可选的，对不同工况条件下输电线路安全评价包括：

输电线路增容性分析：

获取输电线路实际潮流功率、导线温度、导线弧垂和环境温度，根据线路周边地物的实际状况，计算出线路负载增容的最大范围。

可选的，所述变化监测包括：

地质灾害检测：基于输电走廊的三维重建结果，根据不同时期数据的比对，对异常变化提出预警；