近日，国网冀北电力实现换流站阀厅无人机部署，并圆满完成世界首次阀厅室内带电自主飞行巡检。阀厅设备作为换流站的心脏，设备带电后人员将无法进入。首飞成功国网冀北电力攻克多项重大技术难题近年来，多旋翼无人机快速发展。此外，换流阀工作时会产生比较强的电磁场，容易对电子和电器设备造成干扰。通过建设换流站阀厅无人机集控监测巡检系统，可大幅减少人员巡视的工作强度。
近日，国网冀北电力实现换流站阀厅无人机部署，并圆满完成世界首次阀厅室内带电自主飞行巡检。国网冀北电力无人机阀厅室内自主飞行巡检方案克服了室内障碍物阻挡、无线电信号扰动、强电磁干扰、无法使用常规高精度 RTK 定位等重大技术难题。
勇于探索 顺应数字化运检技术革新浪潮
为贯彻国网公司数字化转型发展战略，落实现代设备管理体系构建的有关要求，国网冀北电力深入推进直流换流站智能运检技术水平提升，运用全景视频融合、多维信息呈现和数字孪生等先进技术，在数字换流站建设方面开展了大量卓有成效的探索和尝试。
阀厅设备作为换流站的心脏，设备带电后人员将无法进入。运行人员通过阀厅墙壁上部署的工业电视和红外探头，对换流阀等核心设备进行全面监控，确保换流站长周期安全稳定运行。自2020年6月投运以来，张北柔直电网试验示范工程已安全稳定运行800余日，累计汇集新能源电量约100亿度。
中都换流站每个单极阀厅安装有12个阀塔，每个阀塔由16根绝缘子支撑，每个阀塔上安装有132个子模块。随着公司内外部对换流站运行可靠性要求的不断提升，在无人环境下，实现对室内复杂结构设备近距离无死角查验，具备指哪看哪、自主巡视、智能判定等功能，为运检人员高效工作助力。
作为数字换流站技术的重要补充，目前，国网冀北电力不断推动阀厅无人巡检技术落地，进一步优化现场设备运行数据分析与智能技术手段的结合，扎实推动换流站数字化转型。
首飞成功 国网冀北电力攻克多项重大技术难题
近年来，多旋翼无人机快速发展。无人机凭借其灵活度高、结构简单、成本低廉和可垂直升降等优点，成为电力设备巡检的重要补充手段。目前，无人机自主巡检在输电和配电领域应用比较广泛成熟，在变电站和换流站室外巡检方面也有一定的应用。
国网冀北电力积极贯彻国网公司直流专业数字化顶层设计有关部署，秉承“智巡为主、人巡为辅”的原则，稳步推进换流站阀厅室内无人机自主飞行巡检方案落地。针对全封闭空间、强电磁干扰、高电压环境、高密度结构的阀厅，聚焦无人机抗电磁干扰、精确定位、自主飞行等重大难题开展技术攻关，保障巡检方案顺利落地。
抗电磁干扰技术
换流站阀厅作为布置换流阀等核心设备的重要建筑，采用全金属屏蔽结构，用以屏蔽外部电磁干扰及无线电信号。此外，换流阀工作时会产生比较强的电磁场，容易对电子和电器设备造成干扰。因此对无人机及其保障装备电磁抗干扰技术提出了很高的要求。
为了解决该问题，阀厅无人机采用双频段调频技术和跳频技术相结合的无线通信手段，以此保证某一频率、某一信道在受到电磁干扰的条件下，能够自动跳转频率、信道保障无人机与控制端无线信号的稳定，确保飞行作业安全性。不仅如此，由于换流阀带电运行条件下禁止人员进入，无人机自主巡检系统中的无人机子系统、通信子系统、航空站子系统等保障装备均采用双套冗余配置，确保超强电磁场环境下系统运行的可靠性，全面提升年检周期内的无人机全天候保障能力。
室内精准定位技术
一般情况下，无人机在室外飞行自主巡检需要无人机能够实时接收到卫星GPS位置信息信号、网络RTK精准定位信号，以保证无人机按照规划航线自主导航、自主飞行、自主精准定点悬停拍照。而换流站阀厅这样的室内空间定位与室外空间定位技术存在很大不同，无人机在室内空中飞行时，同样需对无人机进行精准的空间定位，需要构建三维坐标系统。阀厅室内部署自有空间定位系统（UWB超宽带室内定位系统），并结合视觉识别定位系统用以满足无人机的室内精准定位要求。
自主飞行技术
该系统通过无人机巡检平台集中管控，结合数字化换流站DCK高级应用模块，可以一键式操控前端集控无人机执行智能巡检作业任务，双机智能航空站（一站双机）提供保障平台，实现对两台无人机的存放、双机智能换电、协同飞行、自主飞行、应急飞行、全天候高效作业。
目前，国网冀北电力已完成换流阀空载加压工况下的首次试飞，中都换流站阀厅无人机已针对特定区域实现了多种应用场景的覆盖，如换流阀红外测温无死角带电检测、换流阀可见光无死角日常巡视、子模块旁路开关位置辅助判定、换流阀水冷系统渗漏点位精确查找等，大幅提升了换流阀运检效率。
任重道远 攻坚阀厅无人机巡检技术高地
此次国网冀北电力打造了完整的全流程巡检方案，在创新性地解决室内障碍物阻挡、无线电信号干扰、电磁干扰、无法使用常规的高精度 RTK 定位、自主飞行可靠性等技术难题的同时，实现了无人机自动飞行巡检与数据实时管理、分析，是我国电网无人机应用的又一个里程碑。
完成阀厅无人机部署和空载加压工况下特定区域的首次试飞，只是换流站阀厅无人机智能化应用的第一步。国网冀北设备部直流处杨敏祥表示，在既有工作成果基础上，将稳步、审慎、有序推进换流阀带电运行工况下的试飞工作，深化无人机电磁抗干扰、阀塔通道飞行稳定性、室内防碰撞等研究工作，继续探索子模块一键自主飞行定位、子模块旁路开关状态自动判定、换流阀水冷系统渗漏自主识别等更多高级应用场景，为换流站阀厅无人机部署工作提供可推广、可复制的经验，争当国网数字换流站DCK（空天一体）体系建设不可或缺的参与者和开拓者。
通过建设换流站阀厅无人机集控监测巡检系统，可大幅减少人员巡视的工作强度。在形成常态化运用后，具有全天候、高频次的巡检能力，大幅提升工作效率与巡检质量。
经济发展，电力先行。未来，国网冀北电力将持续努力创新，多层级、多方位、多角度开展立体式智能巡检技术应用，确保电网安全稳定运行，为保障民生需求和国家经济发展贡献国网力量。
