本帖最后由 懒觉斗士 于 2016-3-25 17:58 编辑
随着科技的日新月异，现代化工业进程不断加速，电力行业也即将迎来翻天复地的变化，而 无人机这项高科智能化产品又是如何为现代化电网带来变革的呢？在这场变革中我们又该如何抓住这次机遇呢？电网的下一步发展又是怎样的呢？下面请看懒觉斗士为大家胡诌一通，还望各位大神轻拍。 简单的通过下面几点来表达一下个人看法。（不定时更新） 第一节：变革的电网 第二节：变革的无人机 第三节：聚变的产生 第四节：聚变中的漩涡 第五节：漩涡中的思考 第六节：行业外的眼光 第七节：架空输电线路无人机巡视标准及相关规程、规范
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第一节：变革的电网 国际咨询机构GlobalData在2015年发布报告称，到2020年，中国输电线路总里程将从2014年的115万千米增加至159万千米以上，以进一步加强全国范围内的供电质量；这同样意味着，中国输电线路建设的年复合增长率将达到6%，高于全球3%的增速。 GlobalData高级分析师Prasad Tanikella表示，新的输电线路建设是极有必要的，因为到2020年底，中国的发电量将跳增51%至2073吉瓦，其中风电装机容量将新增125吉瓦。再加上中国大量的发电资源集中在西部地区，而电力需求大省则集中在东部和南部地区。 从理论上讲，普通的远距离输电方式的输配电损耗率是非常高的。因此，中国正在大举建设特高压输电，尤其是2015年，多条特高压输电线路将建成投产。与此同时，中国还在试图将6个电网区域进行整合，发展联合电网系统，以增加全国输配电系统的稳定性和可靠性。 2014-2020年，中国新增输电线路总里程数将占全球的48%，其次是印度和巴西，分别占21.6%和4.9%。 GlobalData预计，全球高压输电线路的总里程将从2014年的550万千米提高至680万千米，这主要是为了满足全球电气化进程发展加速和电力基础设施和发电设施发展的需求。 那中国为什么要发展超特高压输电线路呢？什么又是超特高压输电线路呢？ 因为中国要长距离大容量传输电能。有基本的地理知识、对中国国情有所了解的人都知道，中国人口很多，有十三亿多，大多数人口都集中在中东部地区。因为中东部特别是沿海地区经济相对发达，生产生活条件较好，而西部、西北地区多山少地，条件相对艰苦，人口分布相对较少，经济也不如中东部地区发达。 经济较发达、人口众多的中东部地区，必然要消耗更多的能源，主要是需要更多的电力供应。前面说到，电是从发电厂发出来的。 发电厂靠什么来发电呢？在中国，发电厂主要靠烧煤或靠水力来发电，也有少量的用核能发电。用煤发电的叫火电厂，靠水力发电的叫水电厂，用核能发电的叫核电厂。换句话说，要想能发电，就要有煤炭或者水力资源，核能发电只占很少部分。 可是，中国的煤炭储藏主要在西北，如山西、陕西、内蒙古东部、宁夏以及新疆部分地区，中东部省份煤炭储藏量很少。水力资源主要分布在西部地区和长江中上游、黄河上游以及西南的雅砻江、金沙江、澜沧江、雅鲁藏布江等。这样一来，中东部及沿海地区需要大量电力供应，又没有用来发电的资源，能用来发电的煤炭、水力资源却远在上千公里之外的西部地区。 超高电压是指 330千伏至765千伏的电压等级,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各种电压等级。超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求。超高压输电是电力工业发展水平的重要标志之一。随着电能利用的广泛发展，许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群，而动力资源又往往远离负荷中心，只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。超高压输电可以增大输送容量和传输距离，降低单位功率电力传输的工程造价，减少线路损耗，节省线路走廊占地面积，具有显著的综合经济效益和社会效益。另外，大电力系统之间的互联也需要超高压输电来完成。 使用1000千伏及以上的电压等级输送电能。特高压输电是在超高压输电的基础上发展的，其目的仍是继续提高输电能力，实现大功率的中、远距离输电，以及实现远距离的电力系统互联，建成联合电力系统。特高压输电具有明显的经济效益。据估计,1条1150千伏输电线路的输电能力可代替5～6条500千伏线路,或3条750千伏线路;可减少铁塔用材三分之一,节约导线二分之一,节省包括变电所在内的电网造价10～15%。1150千伏特高压线路走廊约仅为同等输送能力的 500千伏线路所需走廊的四分之一，这对于人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区会带来重大的经济和社会效益。 中国幅员辽阔，可开发的水力资源的三分之二分布在西北和西南地区，煤炭资源大部分蕴藏在西北地区北部和华北地区西部，而负荷中心主要集中在东部沿海地区。由于电力资源与负荷中心分布的不均匀性，随着电力系统的发展，特高压输电的研究开发亦将会提上日程。 3月11日，国家电网公司在京发布《国家电网公司促进新能源发展白皮书（2016）》。公司新闻发言人张正陵围绕新能源发展现状、电网建设、运行消纳、并网服务、技术创新等方面，总结公司2015年及“十二五”期间服务新能源发展的主要工作。 2015年，我国新能源持续快速增长，风电、太阳能发电新增装机容量均创新高，风电装机容量连续4年位居世界第一，太阳能发电装机容量首次跃居世界第一，在能源结构优化和绿色发展转型中发挥重要作用，成为我国新能源发展史上新的里程碑。去年，国家电网调度范围风电、太阳能发电新增装机容量分别为2874万千瓦、1528万千瓦，装机容量分别达11664万千瓦、3973万千瓦，发电量分别为1661亿千瓦时、377亿千瓦时，国家电网是全球范围内接入新能源规模最大的电网。 2015年，公司加快电网建设，推进项目并网工程、省内输电工程建设、跨省跨区输电通道建设，新能源并网及送出工程投资96亿元，新增新能源并网及送出线路3797千米，满足了新增313个风电项目、1708个太阳能发电项目的并网需要。完善新能源优先调度机制，去年建立光伏发电功率预测系统和信息监测系统，覆盖500余座光伏电站，预报精度达85%以上；优化系统运行方式，拓展新能源消纳空间，提高新能源跨省跨区交易规模，新能源跨省跨区外送电量294亿千瓦时，同比增加54%。持续创新服务模式、简化并网手续、及时转付补贴资金，公司经营区域分布式光伏并网户数快速增长，新增15691户、208万千瓦，累计并网22627户、同比增长226%，累计并网容量473万千瓦、同比增长78%；积极支持国家光伏扶贫试点工作和示范项目建设，促进分布式光伏快速发展。强化技术创新，持续加强新能源技术研发，投入新能源技术研发3.01亿元，同比增长5.5%；推进国家风光储输示范二期工程、厦门柔直示范工程等示范工程建设，继续推动新能源标准体系建设，加强国际合作，不断突破大规模新能源并网调控技术，引领新能源创新发展。 按照国家能源局“十三五”能源电力规划工作总体部署，公司编制完成《国家电网公司“十三五”电网发展规划（建议稿）》，提出2020年建成东部、西部两个同步电网，形成送端、受端结构清晰，交流、直流协调发展的骨干网架，实现更大范围水火互济、风光互补，促进清洁能源大规模开发和高效利用；加强智能配电网建设，加快突破储能技术，提高分布式电源和多元化负荷接纳能力，实现分布式新能源即插即用及与大电网的协调运行，满足东中部负荷中心分布式新能源发展需要。
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第二节：变革的无人机
无人机:百度词条"无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。"
---------------------------------以下部分内容来自36氪----------------------------
一、无人机是什么
无人机是无人驾驶飞机的简称（Unmanned Aerial Vehicle），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。广义地看也包括临近空间飞行器（20-100 公里空域），如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。从某种角度来看，无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务，可以被看做是 “空中机器人”。
按照不同平台构型来分类，无人机可主要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大平台，其它小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等。固定翼无人机是军用和多数民用无人机的主流平台，最大特点是飞行速度较快；无人直升机是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停；多旋翼（多轴）无人机是消费级和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间（起降需要推力），但操纵简单、成本较低。
按不同使用领域来划分，无人机可分为军用、民用和消费级三大类，对于无人机的性能要求各有偏重：
1）军用无人机对于灵敏度、飞行高度速度、智能化等有着更高的要求，是技术水平最高的无人机，包括侦察、诱饵、电子对抗、通信中继、靶机和无人战斗机等机型；
2）民用无人机一般对于速度、升限和航程等要求都较低，但对于人员操作培训、综合成本有较高的要求，因此需要形成成熟的产业链提供尽可能低廉的零部件和支持服务，目前来看民用无人机最大的市场在于ZF公共服务的提供，如警用、消防、气象等，占到总需求的约 70%，而我们认为未来无人机潜力最大的市场可能就在民用，新增市场需求可能出现在农业植保、货物速度、空中无线网络、数据获取等领域；
3）消费级无人机一般采用成本较低的多旋翼平台，用于航拍、游戏等休闲用途.
二、无人机技术难点
1、飞控系统是无人机的 “驾驶员” - 更精确、更清晰
飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统，飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，我们认为是无人机最核心的技术之一。飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。其中，机身大量装配的各种传感器（包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等）是飞控系统的基础，是保证飞机控制精度的关键，在不同飞行环境下、不同用途的无人机对传感器的配置要求也不同。未来对无人机态势感知、战场上识别敌我、防区外交战能力等方面的需求，要求无人机传感器具有更高的探测精度、更高的分辨率，因此国外无人机传感器中大量应用了超光谱成像、合成孔径雷达、超高频穿透等新技术。
2、导航系统是无人机的 “眼睛”，多技术结合是未来方向
导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。无人机载导航系统主要分非自主（GPS 等）和自主（惯性制导）两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，而未来无人机的发展要求障碍回避、物资或武器投放、自动进场着陆等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能，因此多种导航技术结合的 “惯性 + 多传感器 +GPS+ 光电导航系统” 将是未来发展的方向。
3、动力系统 - 涡轮有望逐步取代活塞，新能源发动机提升续航能力
不同用途的无人机对动力装置的要求不同，但都希望发动机体积小、成本低、工作可靠：1）无人机目前广泛采用的动力装置为活塞式发动机，但活塞式只适用于低速低空小型无人机；2）对于一次性使用的靶机、自杀式无人机或导 弹，要求推重比高但寿命可以短（1-2h），一般使用涡喷式发动机；3）低空无人直升机一般使用涡轴发动机，高空长航时的大型无人机一般使用涡扇发动机（美国全球鹰重达 12t）；4）消费级微型无人机（多旋翼）一般使用电池驱动的电动机，起飞质量不到 100 克、续航时间小于一小时。往前看，我们认为随着涡轮发动机推重比、寿命不断提高、油耗降低，涡轮将取代活塞成为无人机的主力动力机型，太阳能、氢能等新能源电动机也有望为小型无人机提供更持久的生存力。
4、数据链是 “放风筝的线” – 从独立专用系统向全球信息格栅（GIG）过渡
数据链传输系统是无人机的重要技术组成，负责完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输，上行数据链实现对无人机遥控、下行数据链执行遥测、数据传输功能。普通无人机大多采用定制视距数据链，而中高空、长航时无人机则都会采用视距和超视距卫通数据链。现代数据链技术的发展推动者无人机数据链向着高速、宽带、保密、抗干扰的方向发展，无人机实用化能力将越来越强。往前看，随着机载传感器、定位的精细程度和执行任务的复杂程度不断上升，对数据链的贷款提出了很强的要求，未来随着机载高速处理器的突飞猛进，预计几年后现有射频数据链的传输速率将翻倍，未来在全天候要求低的领域可能还将出现激光通讯方式。从美国制定的无人机通信网络发展战略上看，数据链系统从最初 IP 化的传输、多机互连网络，正在向卫星网络转换传输，以及最终的完全全球信息格栅（GIG）配置过渡，为授权用户提供无缝全球信息资源交互能力，既支持固定用户、又支持移动用户。
2013年3月，国家电网公司出台《国家电网公司输电线路直升机、无人机和人工协同巡检模式试点工作方案》。方案指出，建立直升机、无人机和人工巡检相互协同的新型巡检模式是坚强智能电网发展的迫切需要，目前公司系统直升机巡检作业正在逐步向规范化、制度化方向发展，为此公司选定山东、冀北、山西、湖北、四川、重庆、浙江、福建、辽宁、青海十个检修公司作为试点单位，利用 2-3 年时间开展开展新型巡检模式试点工作。到 2015 年，国网公司系统将全面推广直升机、无人机和人工巡检相互协同的输电线路新型巡检模式。
2014年6月，中国电力企业联合会标准化中心对外发布名为《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》的电力行业标准草案，公开征求意见。目前此标准已出台并执行。
根据目前市场上（航拍、巡线、测绘等）所用的大部分无人机的飞控依然为消费级飞控，价格便宜、基本能满足普通任务需求、操作、调试等相对专业级（工业级飞控）来说较为方便，简单（不排除某些飞控调试难度高）。当然工业级无人机飞控的稳定性是消费级无人机飞控不能比拟的，单从定位精度来看，消费级无人机飞控通常采用普通GPS定位，而工业级飞控则普遍采用差分GPS定位，对于精度要求较高的飞行任务来说，消费级飞控或无人机就有些略显无力了，这时就需要工业级飞控或飞机来执行更高要求的任务。
从长远角度看待，无人机的发展与应用必然会根据用途不同而产生不同方向的发展。一是往简单、好玩、上手难度低、能执行简单任务等对飞控、飞机本身要求不高的大众化消费级无人机发展。二是往专业、定制、性能参数高、适应性强、作业性强等专业应用方向发展。
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发表于 2016-3-21 23:12
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