2024无人机风机叶片缺陷巡检

无人机风机叶片缺陷巡检2024无人机风机叶片缺陷巡检2024年5月目录02 成果与应用项目背景发展展望无人机风机叶片自动巡检技术040103目录02 成果与应用项目背景发展展望无人机风机叶片自动巡检技术040103项目背景政策背景：习主席2020年12月提出“30·60”碳达峰、碳中和目标；风光发电量占比：9.5%(2020年)、22%(2030年)、58%(2060年)。20万台风机，未来10年以平均2.5万台/年速度增长。我国陆地、海上风机累积装机量世界第一（40%、49%）。风电装机规划及布局（单位：亿千瓦）2022年底3.65亿千瓦2025年2030年2050年2060年装机总量5.482225开发方式陆上风电97.294.494.193.6海上风电2.85.65.96.4区域分布西部、北部58.860.356.157.3东中部项目背景政策背景：习主席2020年12月提出“30·60”碳达峰、碳中和目标；风光发电量占比：9.5%(2020年)、22%(2030年)、58%(2060年)。20万台风机，未来10年以平均2.5万台/年速度增长。我国陆地、海上风机累积装机量世界第一（40%、49%）。风电装机规划及布局（单位：亿千瓦）2022年底3.65亿千瓦2025年2030年2050年2060年装机总量5.482225开发方式陆上风电97.294.494.193.6海上风电2.85.65.96.4区域分布西部、北部58.860.356.157.3东中部41.239.743.942.7 合作·共赢·发展·创新 项目背景2020年陆上抢装，2021年海上抢装叶片故障率仅次于齿轮箱、发电机叶片常见故障：腐蚀、雷击、疲劳、覆冰应力疲劳叶片断裂、倒塔 前缘腐蚀发电量损失5%叶片故障停机叶片维修雷击项目背景2020年陆上抢装，2021年海上抢装叶片故障率仅次于齿轮箱、发电机叶片常见故障：腐蚀、雷击、疲劳、覆冰应力疲劳叶片断裂、倒塔 前缘腐蚀发电量损失5%叶片故障停机叶片维修雷击导致分层、外壳脱落 发电量损失10%-30%覆冰 合作·共赢·发展·创新 2023/5/230.456次/年/台20-200小时/年/台项目背景风机叶片缺陷特性缺陷来源统计应力疲劳雷击前缘腐蚀运输安装叶根中部叶尖生产制造磨损运输与施工其它无缺陷叶片数量：4,860缺陷数量：48371统计时间段：2008年-2015年功率：0.66MW-3.0MW叶片生命周期的缺陷占比统计数据源自CanWEA(项目背景风机叶片缺陷特性缺陷来源统计应力疲劳雷击前缘腐蚀运输安装叶根中部叶尖生产制造磨损运输与施工其它无缺陷叶片数量：4,860缺陷数量：48371统计时间段：2008年-2015年功率：0.66MW-3.0MW叶片生命周期的缺陷占比统计数据源自CanWEA(加拿大风能协会) 合作·共赢·发展·创新 其它质量问题导致使用磨损 生成加导致 导致运输&施工导致叶片占比原先质保期结束过质保后项目背景风机叶片故障检查常用方法 合作·共赢·发展·创新 类别技术手段备注表面检查地面、无人机相机望远镜或高性能相机、无人机携带增稳相机表面下检查项目背景风机叶片故障检查常用方法 合作·共赢·发展·创新 类别技术手段备注表面检查地面、无人机相机望远镜或高性能相机、无人机携带增稳相机表面下检查吊篮或平台技术人员拍照或维修可现场维修每个叶片数小时高成本超声波剪切散斑干涉技术热红外电磁手段X射线地面或实验室NDI根据内在结构对波(电磁波、声波)的影响来判断成本高可识别表面下的缺陷其它状态监测系统依靠安装在机舱和叶片上的传感器自然振动和频率趋势显示叶片结构变化无法确定缺陷位置系统成本高，每一台风机需安装项目背景风机叶片运维技术发展趋势发展方向传统方式 合作·共赢·发展·创新 项目背景风机叶片运维技术发展趋势发展方向传统方式 合作·共赢·发展·创新 重复性工作机器替代人工专业性工作人工操作机器高空作业出海作业人工吊篮地面望远镜合作·共赢·发展合作·共赢·发展·创新项目背景风机叶片运维模式项目背景国外主要无人机风机运维企业Perceptual-roboticsNearthlabSkyspecsHelvetis 合作·共赢·发展·创新 序号公司总部所在国家业务种类1Cornis法国地面望远镜、无人机叶片巡检；塔筒巡检；内部巡检；云报告；无人机作业培训2Aero-enterprise奥地利海上、陆上风机无人机巡检；工业设备无人机巡检；分析与报告3Dronebase美国建筑、工程设施；光伏；风电叶片无人机巡检4Helvetis瑞士叶片巡检；直升机研制5ABJdrones美国风机；光伏；电力线；铁塔巡检（红外）6Skyspecs美国风机巡检7Nearthlab韩国风机巡检8项目背景国外主要无人机风机运维企业Perceptual-roboticsNearthlabSkyspecsHelvetis 合作·共赢·发展·创新 序号公司总部所在国家业务种类1Cornis法国地面望远镜、无人机叶片巡检；塔筒巡检；内部巡检；云报告；无人机作业培训2Aero-enterprise奥地利海上、陆上风机无人机巡检；工业设备无人机巡检；分析与报告3Dronebase美国建筑、工程设施；光伏；风电叶片无人机巡检4Helvetis瑞士叶片巡检；直升机研制5ABJdrones美国风机；光伏；电力线；铁塔巡检（红外）6Skyspecs美国风机巡检7Nearthlab韩国风机巡检8Aerones美国巡检、维修、清理等综合业务9Perceptual-robotics美国风机巡检项目背景接受度有待普及巡检品类有待完善巡检缺少规范性指导：1、拍摄的规范性不够，手动与自动共存2、故障的定级与定损缺少规范与标准数据的价值、应用潜力有待挖掘项目背景接受度有待普及巡检品类有待完善巡检缺少规范性指导：1、拍摄的规范性不够，手动与自动共存2、故障的定级与定损缺少规范与标准数据的价值、应用潜力有待挖掘无人机风机巡检存在的问题 合作·共赢·发展·创新 合作·共赢·发展·创新 技术方案 无人机风机巡检技术12点方向 合作·共赢·发展·创新 技术方案 无人机风机巡检技术12点方向 6点方向 任意角度 背景纯净 • 易操作后缘面易拍摄 • 飞行高度低、安全省优势 • 操作简单 • 不需要复杂的转弯机没有遮挡物 • 可手动或自动飞行可手动或自动飞行高效省电拍摄标准、可回溯劣势 • 费时 • 费时无人机飞行高、耗电 • 塔筒遮挡需要自动航线、技术难度大需合理规划航线避免遮挡技术方案无人机自动巡检方案-初始状态估计不能适应逆光、光线过曝、过暗等情况效率低，停机时间长 合作·共赢·发展·创新技术方案无人机自动巡检方案-初始状态估计不能适应逆光、光线过曝、过暗等情况效率低，停机时间长 合作·共赢·发展·创新 视觉+雷达，实时规划航线先建模后作业纯视觉技术方案无人机自动巡检方案-动态航线上叶片：前缘、PS面（左面）、后缘、SS面（右面）右叶片：前缘、技术方案无人机自动巡检方案-动态航线上叶片：前缘、PS面（左面）、后缘、SS面（右面）右叶片：前缘、PS面（上面）、后缘、SS面（下面）左叶片：前缘、SS面（上面）、后缘、PS面（下面） 合作·共赢·发展·创新 技术方案无人机自动巡检方案-拍摄要点分辨率2-3像素/光照影响曝光时间与成像质量薄云天气最佳技术方案无人机自动巡检方案-拍摄要点分辨率2-3像素/光照影响曝光时间与成像质量薄云天气最佳ISO灵敏度/增益ISO高表示光敏感度高ISO镜头与相机变焦性能像元数镜头可更换性景深垂直拍摄非垂直拍摄：提升景深方法（远离叶片、小光圈、小焦距） 合作·共赢·发展·创新 技术方案Sensor大小无人机自动巡检方案-相机选型谱段像素数导热率2000万4500万6100万1.2亿快门速度反射率大疆H20T/P1：技术方案Sensor大小无人机自动巡检方案-相机选型谱段像素数导热率2000万4500万6100万1.2亿快门速度反射率大疆H20T/P1：1/8000s高速相机：1/16000s发射率全画幅相机高速相机双光谱相机 合作·共赢·发展·创新 技术方案无人机自动巡检方案-处理算法 合作·共赢·发展·技术方案无人机自动巡检方案-处理算法 合作·共赢·发展·创新 叶片拼接算法技术方案无人机自动巡检方案-处理算法涂层破损横向裂纹涂层破损后缘开裂涂层破损叶片浅表探伤叶片表面探伤 合作·共赢技术方案无人机自动巡检方案-处理算法涂层破损横向裂纹涂层破损后缘开裂涂层破损叶片浅表探伤叶片表面探伤 合作·共赢·发展·创新 采用深度学习算法模型对常见的裂纹、开裂、破损、腐蚀、雷击等缺陷辅助识别，减少后期内页工作量。采用红外与可见光双谱段融合算法，对分层、褶皱、撞击等浅表层内伤进行判断。叶片缺陷识别算法成果与应用独特优势追风：一款多用途的风机叶片巡检设备一键起飞，全自动作业动态航线规划，仿叶片飞行适配多样挂载应用场景适配大疆无人机M300无人机叶片停机自动巡检：M300+P1/H20T+追风无人机叶片不停机自动巡检：M300+PhaseOne+追风自动驾驶仪2.0双光谱相机全画幅相机高速相机自动驾驶仪1.0合作成果与应用独特优势追风：一款多用途的风机叶片巡检设备一键起飞，全自动作业动态航线规划，仿叶片飞行适配多样挂载应用场景适配大疆无人机M300无人机叶片停机自动巡检：M300+P1/H20T+追风无人机叶片不停机自动巡检：M300+PhaseOne+追风自动驾驶仪2.0双光谱相机全画幅相机高速相机自动驾驶仪1.0合作·共赢·发展·创新自动飞行成果与应用拍摄分辨率自动驾驶仪1.0设备基本参数••••重量：750g，续航：28分钟尺寸大小：200mm×80mm×80mm兼容飞机与挂载：DJIM300RTK、H20T、P1防护：全密封设计，防护等级IP64自动驾驶仪2.0合作·共赢自动飞行成果与应用拍摄分辨率自动驾驶仪1.0设备基本参数••••重量：750g，续航：28分钟尺寸大小：200mm×80mm×80mm兼容飞机与挂载：DJIM300RTK、H20T、P1防护：全密封设计，防护等级IP64自动驾驶仪2.0合作·共赢·发展·创新停机全画幅：4500万全画幅相机停机双光谱：2000万可见光+640*512热红外可兼容不停机巡检高速相机缺陷分辨能力：1-2mm一次起飞、自主实时规划停机角：倒Y附近±20°自动巡检PS、SS、LE、TE；3×4，12条航线，垂直拍摄全程全自主飞行支持分叶片飞行拍摄作业时间：20分钟（50m叶片）成果与应用巡检数据管理人工智能处理自动生成报告风机叶片数据管理平台 合作·共赢·发展·创新 成果与应用巡检数据管理人工智能处理自动生成报告风机叶片数据管理平台 合作·共赢·发展·创新 支持AI初筛+人工复查的双重确认机制PDF报告自动生成，大幅提高后处理效率缺陷自动分类与识别大幅叶片全景拼接3D视角图像展示精确计算缺陷位置与大小巡检数据一键上传风场、风机、巡检、缺陷数据一体化管理T级大容量数据存储，缺陷预测性分析合作·共赢成果与应用追风应用：叶片缺陷深度巡检方案内部健康数据采集外部健康数据采集内腔检测缺陷：裂纹分层发白脱胶叶片外部常见缺陷：裂纹鼓包雷击合作·共赢成果与应用追风应用：叶片缺陷深度巡检方案内部健康数据采集外部健康数据采集内腔检测缺陷：裂纹分层发白脱胶叶片外部常见缺陷：裂纹鼓包雷击云端数据处理AI辅助判读，缺陷定位专家核验，消除误判可见光探伤叶片浅表层缺陷：褶皱、分层、脱胶雷击内部损伤数字化云平台全生命周期资产管理健康状况推演、预判重大故障预警监测提高运行效率提升发电量红外探伤发展·创新叶片外部与浅表层缺陷巡检无人机叶片内腔缺陷巡检小车可见光/红外追风应用：海上风机叶片无人值守巡检方案成果与应用M30/M30T云平台数据链叶片故障预测性运维平台控制平台机库控制平台光纤无人机机场合作·共赢·发展·创新现场自动化现场部署即时反应自动起降自动充电AI飞行自动化全自动飞行无需人工干预巡检管理平台软件风场管理机场管理任务管理故障识别外部通信追风应用：海上风机叶片无人值守巡检方案成果与应用M30/M30T云平台数据链叶片故障预测性运维平台控制平台机库控制平台光纤无人机机场合作·共赢·发展·创新现场自动化现场部署即时反应自动起降自动充电AI飞行自动化全自动飞行无需人工干预巡检管理平台软件风场管理机场管理任务管理故障识别外部通信成果与应用追风应用：叶片防雷通道无人机检测非接触式叶片防雷通道断点定位无人机定位精度：成果与应用追风应用：叶片防雷通道无人机检测非接触式叶片防雷通道断点定位无人机定位精度：1m效率：1-1.5小时/台接触式