一种无人机除冰控制方法和系统与流程

1.本发明属于电力领域，尤其涉及一种无人机除冰控制方法和系统。


背景技术：

2.电力网络是维持人类社会的重要工业系统，其运行的稳定性和安全性是维持人类社会的重要保证。由于发电站和用电终端并不一定临近，通常需要通过架设电线的方式进行电力的传输。
3.大型的电力网络，架设电线所经过的区域广且环境差异大。电线为了防止外部破坏以及降低受到地面环境的限制，一般会采取杆塔悬空的方式，而即使采取悬空的方式，电线仍然会遇到结冰问题的干扰。电线的结冰可能会引起供电异常或者导线断裂的风险；此外结冰还会导致导线本身的性质的改变，降低导线的寿命。因此需要进行除冰作业，采取人工作业的方式效率低且风险大，而采取无人机的方式效果较好，但是现有的无人机除冰作业还不够成熟，导致除冰效率以及防止误伤导线的能力不足。


技术实现要素：

4.为了解决或者改善上述问题，本发明提供了一种无人机除冰控制方法和系统，具体技术方案如下：本发明提供一种无人机除冰控制方法，包括：确定待除冰线路的导线属性和冻结参数；根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据；根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机。
5.优选的，所述确定待除冰线路的导线属性和冻结参数，包括：根据天气预报，确定预计结冰区域的所述待除冰线路；基于电网数据确定所述待除冰线路的所述导线属性和所述冻结参数。
6.优选的，所述根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据，包括：根据所述导线属性，通过模拟测试确定所述耐冷热能力；根据所述天气预报和所述冻结参数，确定所述结冰数据。
7.优选的，所述结冰数据包括结冰时间、结冰厚度、结冰天气和结冰位置；对应的，所述根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机，包括：根据所述耐冷热能力确定加热温度和加热频率；根据所述结冰天气确定无人机基本控制参数；根据所述结冰位置确定加热现场；根据所述结冰厚度确定总加热能量；根据所述结冰时间确定所述无人机到所述加热现场的时间。
8.优选的，方法还包括通过现场设备或者所述无人机，获取现场结冰数据以修正所述结冰数据；对应的，根据修正后的所述结冰数据确定所述除冰参数。
9.本发明提供一种无人机除冰控制系统，包括：第一单元，用于确定待除冰线路的导线属性和冻结参数；第二单元，用于根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据；第三单元，用于根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制
所述无人机。
10.优选的，所述确定待除冰线路的导线属性和冻结参数，包括：根据天气预报，确定预计结冰区域的所述待除冰线路；基于电网数据确定所述待除冰线路的所述导线属性和所述冻结参数。
11.优选的，所述根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据，包括：根据所述导线属性，通过模拟测试确定所述耐冷热能力；根据所述天气预报和所述冻结参数，确定所述结冰数据。
12.优选的，所述结冰数据包括结冰时间、结冰厚度、结冰天气和结冰位置；对应的，所述根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机，包括：根据所述耐冷热能力确定加热温度和加热频率；根据所述结冰天气确定无人机基本控制参数；根据所述结冰位置确定加热现场；根据所述结冰厚度确定总加热能量；根据所述结冰时间确定所述无人机到所述加热现场的时间。
13.优选的，所述第二单元，还用于通过现场设备或者所述无人机，获取现场结冰数据以修正所述结冰数据；所述第三单元，用于根据修正后的所述结冰数据确定所述除冰参数。
14.本发明的有益效果为：确定待除冰线路的导线属性和冻结参数，能够确定需要除冰的线路的信息，便于后续安排除冰作业；根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据，能够降低除冰作业对导线的伤害；根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机，能够借助无人机完成难度较高的除冰作业，以降低除冰风险且提高除冰效率。
附图说明
15.图1是根据本发明的无人机除冰控制方法的示意图；图2是根据本发明的无人机除冰控制系统的示意图。
16.主要附图标记说明：1-第一单元，2-第二单元，3-第三单元。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
19.还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
20.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
21.为了解决或者改善对背景所提出的问题，本发明提供如图1所示一种无人机除冰控制方法，包括：s1、确定待除冰线路的导线属性和冻结参数；s2、根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据；s3、根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机。
22.电力网络包括很多导电线路，简称为线路，这些线路由于环境的需要以及不同规划的要求，线路所采用的输电导线的规格并不一定相同，且安装的时间也有区别。由于规格和安装时间的区别，其具备的导线属性和冻结参数也有区别。其中，导线属性为导线的物理/化学属性，本实施例中主要用于描述导线在对抗温度和湿度方面的能力，即在不同温湿度条件下的工作能力和寿命。冻结参数为描述该导线产生结冰时，相关联的各种数据，例如时间、温度、结冰位置、结冰厚度等。
23.耐冷热能力用于描述导线在不同温度以及温度变化条件下的工作能力（例如是否会影响电压电流、会否断裂）和寿命。结冰数据是预测的或者实时产生的具体冻结参数。已有的无人机控制方法，主要针对除冰提供加热作业，并未针对导线本身的影响做出足够的考虑。因为导线除了受到冷的伤害，也会受到热的伤害；为了解决一个问题而创造另一个问题的方式不可取。
24.根据所述耐冷热能力，可以确定无人机进行加热作业的具体参数；根据所述结冰数据可以控制所述无人机的飞行参数和加热作业的具体参数。
25.所述确定待除冰线路的导线属性和冻结参数，包括：根据天气预报，确定预计结冰区域的所述待除冰线路；基于电网数据确定所述待除冰线路的所述导线属性和所述冻结参数。
26.无人机并不会时刻在现场待命，否则运行成本会过高。通过天气预报可以预测可能会出现结冰现象的预计结冰区域；根据电网分布信息，可以确定那些线路处于预计结冰区域，对应的线路则为待除冰线路。此外，一些线路由于规格较高，对冰冻环境的承受能力也大，因此，可以根据具体的线路，排除一部分待除冰线路；或者，一些线路需要额外加热，也可以选择一些非零下环境的区域作为预计结冰区域。
27.电网数据是电力网络相关的数据，在本实施例中主要包括待除冰线路中导线的导线属性、冻结参数和导线通电数据/导线工作数据。
28.所述根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据，包括：根据所述导线属性，通过模拟测试确定所述耐冷热能力；根据所述天气预报和所述冻结参数，确定所述结冰数据。
29.导线属性还包括具体的线材规格和供应商信息。不同的环境、不同的区域、不同的项目的时候，导线本身的线材规格和供应商信息有可能会不一样。线材规格不一样，对冷热的抵抗能力不一样；而供应商可能会影响整个批次的线材质量。通过线材规格和供应商信息，选择和现场导线一样的测试导线；然后根据现场导线对应的线路的历史数据，确定这些现场导线以往的工作环境（外部环境，包括温度、湿度、风力数据、光照、维修历史等数据）和工作数据（导线运输电力的电压电流和持续时间等），然后建立测试环境以再现以往的工作环境和工作数据，可以充分模拟当前在使用待除冰线路的现场导线的现有状态，然后再对测试导线施加冷（结冰）热（除冰）测试，得到经过冷热测试的测试导线的状态。根据冷热测试的结果，可以设置对应的加热作业的参数，例如采用多高的温度、加热持续时间、加热频
率等。现实中，不论是过冷、过热还是忽冷忽热，都有可能伤害导线。因此通过设置合适的加热作业的参数，可以最大限度的保证针对指定线路的加热作业不会影响到导线本身，提高线路的安全性。
30.所述结冰数据包括结冰时间、结冰厚度、结冰天气和结冰位置；对应的，所述根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机，包括：根据所述耐冷热能力确定加热温度和加热频率；根据所述结冰天气确定无人机基本控制参数；根据所述结冰位置确定加热现场；根据所述结冰厚度确定总加热能量；根据所述结冰时间确定所述无人机到所述加热现场的时间。
31.通过设置加热温度和加热频率，可以防止加热作业伤害导线。结冰的天气特征一般是冷、湿和风大，此时，这样的天气不仅会影响导线，也会影响无人机的控制，通过提前设置无人机基本控制参数，可以保证无人机能够适应这样恶劣的环境以安全抵达现场并完成飞行作业，提高除冰效率。结冰位置为线路位置、具体导线结冰位置、导线杆塔位置等，其中，通过导线杆塔位置，可以作为无人机大致目标位置，方便无人机前往，导线杆塔位置包括导线本身以及导线相连接的部位，例如杆塔连接处或者杆塔本身。结冰厚度确定总加热能量，可以减少加热作业的能量消耗，也可以避免伤害电线。无人机不可能一直在现场待命，否则运行成本会过高，通过结冰时间，可以合理安排无人机运动时间，降低维护成本。
32.方法还包括通过现场设备或者所述无人机，获取现场结冰数据以修正所述结冰数据；对应的，根据修正后的所述结冰数据确定所述除冰参数。
33.因为原始的结冰数据是预测的结果，实际可能会有出入。为了提高除冰效率，可以现场设备或者所述无人机，获取现场结冰数据以修正结冰数据。
34.本发明提供如图2所示一种无人机除冰控制系统，包括：第一单元1，用于确定待除冰线路的导线属性和冻结参数；第二单元2，用于根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据；第三单元3，用于根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机。
35.所述确定待除冰线路的导线属性和冻结参数，包括：根据天气预报，确定预计结冰区域的所述待除冰线路；基于电网数据确定所述待除冰线路的所述导线属性和所述冻结参数。
36.所述根据所述导线属性确定耐冷热能力，根据所述冻结参数确定结冰数据，包括：根据所述导线属性，通过模拟测试确定所述耐冷热能力；根据所述天气预报和所述冻结参数，确定所述结冰数据。
37.所述结冰数据包括结冰时间、结冰厚度、结冰天气和结冰位置；对应的，所述根据所述耐冷热能力和所述结冰数据确定除冰参数以控制所述无人机，包括：根据所述耐冷热能力确定加热温度和加热频率；根据所述结冰天气确定无人机基本控制参数；根据所述结冰位置确定加热现场；根据所述结冰厚度确定总加热能量；根据所述结冰时间确定所述无人机到所述加热现场的时间。
38.所述第二单元，还用于通过现场设备或者所述无人机，获取现场结冰数据以修正所述结冰数据；所述第三单元，用于根据修正后的所述结冰数据确定所述除冰参数。
39.本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件
的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
40.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。