Дроны упрощают обслуживание объектов энергообеспечения

Проведение инспекций в секторе энергетики - важная часть работы этого критически важного элемента национальной инфраструктуры любой страны. Результаты проверок помогают сотрудникам энергетических компаний ликвидировать “узкие места” в системе и в нужное время выполнять работы по техническому обслуживанию.

В последние годы процедура проведения инспекций объектов энергетической инфраструктуры существенно меняется. Это происходит по нескольким причинам. Во-первых, появляются новые технологии в области производства энергии: солнечные и ветряные электростанции, системы, обеспечивающие сбалансированное энергообеспечение предприятий и жилого сектора, а также другие инновационные решения. Во-вторых, инфраструктура, связанная с поставками электроэнергии, теперь создается в самых разных, с точки зрения климатических и ландшафтных условий, районах. Наконец, в-третьих, компании (зачастую по указанным ранее двум причинам) приступают к созданию и применению на практике беспилотных технологий и систем управления ими.

Ранее уже говорилось о примерах создания компаниями целых программ и отделов, специализирующихся на использовании дронов для выполнения инспекционных работ. Помимо уже упоминавшихся причин такие инициативы рождаются в результате анализа успешного опыта применения беспилотников в энергетической сфере. Этот опыт говорит о том, что дроны повышают эффективность работы, снижают потенциальный риск для людей и оборудования, а также способствуют сокращению затрат на проверки и выполнение различных технических работ. В качестве примера мы уже рассказывали о том, как швейцарские операторы электросетей используют беспилотные технологии для решения очень непростых задач в сфере их ответственности. При этом нужно отметить несомненный прогресс в области применения беспилотных технологий, затронувший не только техническую часть (сами платформы, оптические и съемочные системы), но и такую важную часть процесса, как анализ данных. На первых этапах компании вынуждены были искать очень опытных пилотов для своих дронов или обучать сотрудников, что обходилось недешево. Кроме этого, специалистам приходилось тратить значительное время на обработку полученной в полете информации.

Сотрудники компании Enedis и их оборудование для инспекций

Сегодня все это выглядит совершенно иначе. Во-первых, многие модели дронов, например, промышленные платформы DJI и даже любительские летающие камеры от этой компании, получили интеллектуальные системы пилотирования, которые не требуют от пилота виртуозного владения техникой, а кроме этого еще и облегчают процесс мониторинга и съемки. А во-вторых, послеполетный период, когда нужно обработать и проанализировать полученные данные, сотрудники тратят меньше времени на эти процедуры за счет автоматизации процесса обработки данных. Появляются и компании, которые разрабатывают для энергетического сектора специализированные программные продукты для автоматической обработки данных инспекции, как например, французский стартап Sterblue, специализирующийся на автоматизации процедуры инспеции, проводимой с помощью дронов.

Внедрение автоматизированных проверок с помощью беспилотников

Помимо швейцарских операторов распределительных сетей беспилотными технологиями для инспекций стали пользоваться и в других странах Европы. В частности, с 2014 года дроны стоят на службе у одного из крупных французских операторов сетей Enedis. До того, как перейти на применение дронов, французские энергетики попытались использовать вертолеты для проверок сетей на территории общей площадью 351000 км. В частности, компания провела две таких инспекции. Однако проверки с помощью вертолетов имеют свою специфику и недостатки. Так, с их помощью, по расчетам специалистов, получилось бы быстро проверить только треть всей сети за один год, что не очень устраивало компанию. Кроме того, съемками занимался специальный фотограф, который мог зафиксировать лишь те дефекты, которые видимы человеческому глазу.

Операторы Enedis готовят дроны DJI Phantom к полету

После полета необходимо было потратить значительное время и ресурсы для обработки изображений в лаборатории (причем не более 2 процентов от всей площади сетей в год). То есть, лаборатория еще больше замедляла процесс проверки. Наконец, вертолет следовало регулярно осматривать, проводить ремонтные работы и заправлять горючим, что значительно повышало расходы компании и также занимало приличное время. В компании Enedis пришли к выводу, что инспекции энергетических объектов с помощью вертолетов слишком дороги и неэффективны. Они не позволяют зафиксировать все дефекты и занимают непозволительно много времени.

Сделанные выводы побудили руководство Enedis в качестве альтернативы разработать программу применения дронов. Она включила подготовку 60 пилотов для управления дронами DJI Phantom 4 Pro V2.0, чтобы проводить визуальные инспекции объектов сети. Уже первые тестовые полеты показали, что дроны значительно выгоднее и эффективнее вертолетов, так как они позволяют сэкономить не только средства, но время на проведение проверок, даже если мы не берем в расчет анализ данных в послеполетный период. Дроны также намного гибче в использовании и более приспособлены для внедрения систем автоматизации, что и было сделано в период сотрудничества (в 2017 году) Enedis с компанией Sterblue, разработавшей программные решения для дронов.

Программные продукты от Sterblue помогают дрону лететь по оптимальной траектории, приближаясь к объекту инспекции на достаточно безопасное расстояние, чтобы сделать снимки и получить исчерпывающую информацию об аномалиях и дефектах оборудования. Несколько щелчков мышкой, и у специалистов энергетической компании есть вся необходимая информация для принятия решений.

Для сравнения, старые методы инспекции позволяли проверять за один день не более 10 км сетей. Решение от Sterblue увеличило этот показатель в два раза - до 20 км, - снизив при этом расходы на 50 процентов. Но это далеко не все, хотя и очень важно, с точки зрения корпоративной стратегии. Помимо роста эффективности инспекций и снижения затрат на их проведение программные продукты от Sterblue помогают сотрудникам инспекционных команд выполнять комплексные осмотры в режиме 3D полюсных наконечников во время заранее спланированных полетов.

Инженер и пилот дрона Жоффруа Леви готовит DJI Matrice 210 к новой миссии

После завершения миссии с помощью специально разработанного Sterblue для Enedis алгоритма машинного обучения все сделанные изображения будут обработаны в пакетном режиме. Два месяца тестовых проверок показали, что 5 из 35 обнаруженных дефектов на объектах сети, были распознаны с высочайшей точностью в 98%. В целом, опыт Enedis показывает, что французские энергетики могут получать в год с помощью дронов более 4 миллионов снимков в результате проведения проверок даже при существующих стандартах контроля.

По словам заместителя директора по инжинирингу компании Enedis Кристофа Година, сотрудничество энергетиков с компанией Sterblue помогло выявить возможности применения новых цифровых технологий и искусственного интеллекта в вопросах автоматизации инспекционных процедур. И успешный опыт становится ключом к повышению качества услуг энергетической компании и увеличению стоимости ее активов. В частности, после позитивных результатов использования дронов в регионе Бургундия компания Enedis стала распространять полученный опыт на национальном уровне.

Применение искусственного интеллекта, как в случае с программным обеспечением от Sterblue для работы с данными, собираемыми дроном, по сути, вносит глубокие изменения в существующие сегодня методы технического обслуживания и инспекции. Во-первых, снижаются разнообразные затраты на обработку и анализ тысяч визуальных данных с дронов. Во-вторых, почти стопроцентный охват позволяет заметить все или подавляющую часть дефектов. В-третьих, стандартизация процесса сбора данных и применение искусственного интеллекта позволяет думать о более точном и содержательном прогнозировании.

Компания Enedis при создании отдела дронов в качестве основной модели выбрала DJI Phantom 4 Pro, обладающий эргономичной конструкцией, камерой с высоким разрешением и комплексом датчиков обнаружения препятствий. Это один из лучших инструментов для сбора точной информации и незаменимая платформа для тестирования и “боевого” применения ПО от таких компаний-разработчиков, как Sterblue. Такие решения вместе с автоматической программой дрона позволяют получать наиболее выгодные результаты во время инспектирования объектов энергетики и не только.

Распространение новых технологий для объектов возобновляемой энергетики

Существует уже достаточно много наглядных и успешных примеров применения беспилотников DJI для инспектирования ветровых турбин и панелей солнечных электростанций. Некоторые из них уже описывались ранее. Расскажем еще об одном успешном опыте подобного рода.

В Ирландии, где получили распространение технологии возобновляемой энергии, в частности, ветряные станции, работает специальный Совет по энергоснабжению (ESB). Он отвечает за поставки электроэнергии в национальных масштабах. Однако развитие ветряных электростанций сталкивается с теми же проблемами: эффективной проверкой и своевременным техническим обслуживанием объектов инфраструктуры.

Для этого ESB решил внедрить беспилотные технологии и автоматизированные системы анализа данных с использованием дронов DJI Matrice 210 RTK и программных продуктов от уже упоминавшегося французского стартапа Sterblue.

Беспилотники DJI Matrice и программное обеспечение от Sterblue помогают эффективно и быстро проверять ветряные турбины

Если использовать ручное управление дроном во время инспекций ветряных турбин, то это будет достаточно сложно для пилота и небезопасно для оборудования. В таких случаях оператору беспилотника приходится направлять машину на высоту более 150 м и стремиться поддерживать стабильную дистанцию по отношению к поверхности лопастей турбины. При этом одновременно приходится следить за параметрами датчика и делать снимки высокого качества.

Однако сочетание интеллектуальной системы дрона и программного обеспечения от Sterblue делает процедуру намного проще и безопаснее. Система направляет дрон по траектории таким образом, чтобы летательный аппарат мог автоматически облетать турбину на точном расстоянии с соблюдением всех параметров полета. Полученные снимки позволяют после их анализа подготовить доклад с детальным изложением всех дефектов.

Теперь проверки ветряных турбин стали безопаснее и точнее. Также сократилось и время на выполнение этих процедур. Ирландские специалисты говорят о том, что эффективность проверок возросла, что видно по увеличению количества турбин, которые можно проверить за один день. Открытая платформа DJI помогает Sterblue создавать программные решения для повторной обработки данных. А облачная платформа Sterblue Cloud применяет алгоритмы автоматизированной обработки изображений, чтобы можно было в течение двух дней после завершения миссии беспилотника направить отчет о результатах инспекции и принять своевременное решение о техническом обслуживании.

По словам одного из специалистов по обслуживанию ветряных электростанций в ESB Роберта Фарелла, традиционные наземные методы проверок ветряных турбин занимали в общей сложности около 80 минут на один объект. С помощью дронов DJI и программного обеспечения от Sterblue время проверки одной турбины сократилось более чем в два раза. Помимо экономии времени удалось также добиться значительного сокращения затрат на инспекции.