隨著全球光伏設(shè)備數(shù)量和規(guī)模的增長(zhǎng)，對(duì)光伏電站可靠性和最優(yōu)性能的需求也在增長(zhǎng)。因此，必須開發(fā)快速、有效的檢測(cè)技術(shù)，以經(jīng)濟(jì)有效的方式進(jìn)行運(yùn)維作業(yè)。
隨著商業(yè)無人駕駛飛行器（UAV）的出現(xiàn)，空中巡檢成為一種新穎的運(yùn)維方法，這似乎是應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)的大有可為的方法。本文旨在討論大型光伏電站空中檢查的相關(guān)優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，討論無人機(jī)與目視檢查、紅外熱成像（IRT）和電致發(fā)光（EL）等綜合檢查方法的關(guān)聯(lián)。
無人機(jī)通常是能夠遠(yuǎn)程或自主操作的小型飛機(jī)。它們最初是為軍事目的設(shè)計(jì)的。然而，無人駕駛飛行器領(lǐng)域的最新進(jìn)展和成本的下降使這種技術(shù)開始被用于救災(zāi)、能源、電力線路檢查以及環(huán)境、森林和礦山監(jiān)測(cè)等民用領(lǐng)域。這種技術(shù)已經(jīng)越來越普及，特別是在能源和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
由于無人機(jī)在實(shí)地覆蓋、可靠成像、快速探測(cè)、高耐久性、輕重量、低成本以及惡劣環(huán)境中的穩(wěn)健運(yùn)行等方面的優(yōu)越性，多年來，使用無人機(jī)檢查大型光伏電站的情況有了很大的發(fā)展。無人機(jī)是與RGB相機(jī)或紅外熱成像（IRT）或電致發(fā)光（EL）相機(jī)一起使用的。
這種設(shè)備的廣泛使用也令控制和路線規(guī)劃軟件的使用變多了。在有精確的現(xiàn)場(chǎng)GPS數(shù)據(jù)的情況下，事先定義飛行路徑可以更加穩(wěn)定、安全、有效地進(jìn)行檢查。
盡管如此，這并不影響擁有一支訓(xùn)練有素的員工隊(duì)伍進(jìn)行飛行作業(yè)。取決于無人機(jī)和攝像機(jī)的質(zhì)量、電廠的形狀、飛行過程中的風(fēng)速以及檢查的目標(biāo)，航線的高度、方向和速度都會(huì)有所不同。
圖1.對(duì)光伏電站進(jìn)行空中巡查的不同路線類型，用紅色標(biāo)注。左邊與光伏組件陣列平行，右邊與光伏組件正相交。
例如，如圖1所示，路線的方向可以與組件陣列平行，也可以正相交。這兩種方法不相伯仲，但行間距離和電站設(shè)計(jì)因素可以使其中一種方法比另一種方法更快。平行航線的優(yōu)點(diǎn)是便于斷層的地理定位，而正交航線一次可覆蓋更多組件，因此在高空飛行時(shí)通常更有效。
圖2.光伏電站自主監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概念示意圖
根據(jù)文獻(xiàn)記載，也有人試圖自主確定無人機(jī)的最佳路徑規(guī)劃，由此發(fā)展出自主監(jiān)測(cè)的概念。這是一種將各種技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)和平臺(tái)整合在一起，通過提高光伏監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性提升光伏系統(tǒng)性能、可靠性和使用壽命的全新概念。通過這種方式，一個(gè)綜合系統(tǒng)可以提供光伏監(jiān)測(cè)的全部服務(wù)。
如要實(shí)施這種方法，首先要通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定光伏電站的邊界。為此，光伏電站的各種正射照片會(huì)被用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。之后設(shè)計(jì)的一種靜態(tài)路徑規(guī)劃算法可用于創(chuàng)建光伏電站檢測(cè)的最優(yōu)路徑。
此外，動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃是根據(jù)飛行情況創(chuàng)建的，會(huì)在執(zhí)行特定機(jī)動(dòng)動(dòng)作后對(duì)無人機(jī)性能進(jìn)行檢查。也就是說，如果無人機(jī)不能完成初始路徑，那么動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃就會(huì)啟動(dòng)，根據(jù)無人機(jī)的位置和耐力創(chuàng)建新的最佳路徑。
