工信部等5部委印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》鼓勵并支持無人機、北斗、機器人等在光伏系統(tǒng)建設(shè)踏勘中的應(yīng)用。光伏產(chǎn)業(yè)智能制造、智能運維、智能調(diào)度等水平逐步提升，信息技術(shù)和清潔能源融合發(fā)展態(tài)勢明顯加速，5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無人機等技術(shù)及產(chǎn)品在光伏領(lǐng)域加快應(yīng)用，系統(tǒng)化解決方案不斷推陳出新。

光伏發(fā)電是一種清潔可再生能源，各國都在大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)。在大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的同時，光伏運維巡檢需求也逐年增高。光伏面板傳統(tǒng)的巡檢方法是運維人員高舉掃描儀或借助車輛對太陽能板進行檢查，巡檢效率低、總體成本高，后期的運維巡檢過程也存在更多的問題。

光伏電站運維的必要性

跑冒滴漏

光伏電站發(fā)電特性原因，發(fā)電設(shè)備組件多，環(huán)環(huán)相扣，發(fā)電損失積少成多，導(dǎo)致累計損失巨大

運維難度大

電站運維人員專業(yè)程度要求高安全生產(chǎn)要求提高，電站巡檢難度大，巡檢效率低人工運維成本逐年增高等

光伏電站巡檢

光伏組件的熱斑效應(yīng)

集中式電站巡檢分布式電站巡檢

光伏組件熱斑效應(yīng)是指在一定條件下，串聯(lián)支路中存在故障、破損、一致性差或被遮蔽的太陽能電池組件，該電池片成為負(fù)載，消耗其他太陽能電池組件所產(chǎn)生的能量，此太陽能電池組件此時將會發(fā)熱的現(xiàn)象

熱斑效應(yīng)影響

熱斑效應(yīng)除對組件壽命有嚴(yán)重影響之外，還可能燒毀組件甚至引起火災(zāi)。特別是隨著PERC組件的應(yīng)用，熱斑溫度能達到170℃以上，降低輸出功率;嚴(yán)重將會永久性破壞太陽能電池組件。嚴(yán)重時甚至燒毀組件，進而引起火災(zāi)。

光伏電站巡檢

熱斑引起的木桶效應(yīng)

一只水桶盛水的多少，并不取決于桶壁上***長的那塊木塊，而恰恰取決于桶壁上***短的那塊由于光伏組件的工藝，整體成本原因，導(dǎo)致光伏組件電路設(shè)

計為串聯(lián)模式。簡單來講，單一組件故障或遮擋將會導(dǎo)致整塊組串輸出下降，可以說木桶效應(yīng)已充滿光伏發(fā)電系統(tǒng)中

障損失估算

μ

某山地光伏項目（10MWP）

光伏巡檢方案產(chǎn)品圖譜

光伏電站無人機巡檢

光伏電站無人機巡檢

由于光伏電站應(yīng)用面積大，往往布設(shè)在山地水面等復(fù)雜環(huán)境成千上萬的電池組件。發(fā)生故障時，往往通過定期巡檢排查，地面人員巡檢強度大，風(fēng)險高效率低

大疆聯(lián)合第三方合作伙伴，集成軟硬件功能，推出針對集中式電站運維系統(tǒng)，提供一站式解決方案，為大型光伏電站降本增效

現(xiàn)場測繪

人員支持現(xiàn)場采集電站二維、三維數(shù)據(jù)并進行后處理

巡檢效率高

無人機系統(tǒng)采集方案，一天可采集巡檢50MW

AI紅外自動識別

AI技術(shù)識別各類缺陷并判斷故障類型，提供精準(zhǔn)定位

整體軟硬件配套

AI技術(shù)識別各類缺陷并判斷故障類型，提供精準(zhǔn)定位

光伏電站無人機巡檢

光伏電站無人機巡檢發(fā)展史

邊遙控飛機邊實時觀察

? 對電站人員飛手要求高，安全飛行風(fēng)險大

? 只能完成幾十米距離內(nèi)檢測

? 效率低，無法準(zhǔn)確定位缺陷位置

? 數(shù)據(jù)整理困難，無法歸檔航線自動拍照，后期檢查

? 電站人員需具備能力和資質(zhì)

? 人工識別，識別率低，準(zhǔn)確性差

? 檢測效率低

? 無法定位，維護維修效率低

? 數(shù)據(jù)整理困難

? 沒有專業(yè)測繪航線，飛手經(jīng)驗少，存在較大風(fēng)險航線自拍+服務(wù)

? 基于圖片人工識別，識別率低，準(zhǔn)確率低，對人工要求較高。

? 數(shù)據(jù)檢測效率低

? 軟件提供輔助定位

? 定位精度很低，維護維修不能及時完成

? AI識別技術(shù)+光伏運維系統(tǒng)

? 基于視頻拍攝，AI自動識別故障

? 精準(zhǔn)到組件級定位，定位精度1米

? 識別率高一個數(shù)量級，準(zhǔn)確率接近100%

? 數(shù)據(jù)可以深度加工，支持各種應(yīng)用擴展

? 云存儲+云計算+云數(shù)據(jù)庫，針對不同用戶需求

? 設(shè)備+運維系統(tǒng)，全套解決方案

光伏電站無人機巡檢

高效光伏面板紅外巡檢方案

由于可見光技術(shù)無法獲取光伏面板熱斑信息，則進而需要使用紅外相機進行巡查。大疆無人機提供紅外負(fù)載方案，可通過紅外相機進行精準(zhǔn)拍攝后，通過后處理平臺快速識別各類缺陷并精準(zhǔn)定位具體位置。

精準(zhǔn)切割（組串）

通過圖像識別算法精準(zhǔn)切割組串，計算所有組串平均溫度，并找到差異組串

精準(zhǔn)識別

計算機基于AI算法識別，識別率高于98%，準(zhǔn)確率高于99%，識別率穩(wěn)定，一致性強

高質(zhì)量高效

640x512分辨率，配合30Hz高幀率方案，發(fā)熱缺陷更易識別

故障分類

自動計算組串內(nèi)平均溫度并識別分類出熱斑種類與故障種類

光伏電站無人機巡檢

光伏板拍攝示意圖

通過M300RTK厘米級精度定位，并垂直于組件拍攝，保證了紅外反射信號***強，丟失信息少。多排拍攝，巡檢效率高

光伏電站無人機巡檢

巡檢結(jié)果攝示意圖

由無人機拍攝的紅外數(shù)據(jù)，通過后處理算法識別和定位后，巡檢結(jié)果可直接顯示在二維地圖中，精準(zhǔn)定位故障位置，給予地面人員導(dǎo)航指引，并

內(nèi)業(yè)高效率

高效識別故障，50MW電站48小時內(nèi)完成所有識別，同比人工效率提升近百倍

精準(zhǔn)定位

故障信息、故障位置精準(zhǔn)定位，便于巡檢人員直接抵達，高效運維

光伏電站無人機巡檢

能源智能運維系統(tǒng)

通過人工智能AI、大數(shù)據(jù)庫和先進算法，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程下達任務(wù)指令，支持光伏巡檢發(fā)現(xiàn)故障位置并一鍵定位和識別故障種類。***終通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可實現(xiàn)發(fā)電量預(yù)測、電站光伏組件運行質(zhì)量監(jiān)控，草木灰塵遮擋提前預(yù)警?？蓪崿F(xiàn)在線監(jiān)督，光伏電站智能運維

全方位報告

自動生成用戶端檢測報告，包括故障、物資情況位置分布并詳細(xì)說明故障情況，出具檢修維護建議

導(dǎo)航模塊

通過全景圖，輕松查詢故障點位并提供米級導(dǎo)航定位。

云數(shù)據(jù)中心

服務(wù)器、存儲、云融合系統(tǒng)，對拍攝的數(shù)據(jù)進行存儲、檢索、遠(yuǎn)程訪問和安全備份

軟硬件配套

通過軟硬件配套方案，前段無人機采集各項數(shù)據(jù)，中端軟件進行識別定位處理，后期通過導(dǎo)航系統(tǒng)進行缺陷引導(dǎo)和巡檢閉環(huán)處理

光伏電站無人機工程建設(shè)

光伏電站無人機基建監(jiān)測

光伏電站雖有效減輕了我國能源的負(fù)荷，大大降低了碳排放，但是其較大規(guī)模建設(shè)和選址使得建設(shè)工作具有超強的難度。光伏電站的基建質(zhì)量是影響發(fā)電效率的很重要因素，因受到地形等現(xiàn)場條件約束，使得監(jiān)理工作缺乏實時性。為了加強監(jiān)測實時性，提高監(jiān)測效率，大疆無人機融入監(jiān)測系統(tǒng)，為光伏電站工程建設(shè)效率帶來質(zhì)的飛躍。

實景建模

無人機可對建設(shè)場地進行快速的二維、三維模型重建，以數(shù)字化的形式記錄工程進度及后續(xù)處理智能建設(shè)監(jiān)理在建設(shè)期的每個階段，利用無人機巡檢記錄下的數(shù)據(jù)，利用人工智能算法將建設(shè)質(zhì)量量化記錄，解決工程追溯問題

智能管理

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將采集到的場站數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)中心，再利用大數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)儲存和使用，解決數(shù)據(jù)歸檔等問題

光伏電站無人機工程建設(shè)

無人機智能基建監(jiān)測平臺

基于無人機平臺，數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)提供真實可靠的基建檢測數(shù)據(jù)。利用無人機采集影像數(shù)據(jù)，通過圖像識別、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對基建過程進行監(jiān)控，與CAD建設(shè)圖紙進行比對匹配和統(tǒng)計，輸出基建施工進度，質(zhì)量報告等，有效進行基建監(jiān)理工作，實現(xiàn)場站建設(shè)人員低門檻使用無人機對光伏電站建設(shè)保障

CAD解析

人工上傳的電站基建整套圖紙，自動進行CAD圖紙多種基建結(jié)構(gòu)解析，***后進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的整理并保存

基建結(jié)構(gòu)智能識別

利用人工智能圖像識別算法，對無人機采集的電站基建圖像進行處理分析，獲得基建部件類型和精準(zhǔn)坐標(biāo)位置

建站進度跟蹤

基于圖像識別，深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，對無人機采集的二維、三維模型數(shù)據(jù)進行處理，檢測識別各種基建結(jié)構(gòu)并進行統(tǒng)計，與CAD圖紙進行解析比對，計算當(dāng)前施工進度

光伏電站無人機工程建設(shè)

高效簡便二維，三維采集

使用大疆P1專業(yè)航測負(fù)載，搭載全畫幅傳感器與機械全局快門，大大增加了現(xiàn)場作業(yè)采集效率，單架次作業(yè)面積可達 3平方公里。

可對光伏電站進行快速的進行影像采集，通過二維，三維重建即可獲得電站模型數(shù)據(jù)，從而快速進行航線規(guī)劃部署。

采集一鍵執(zhí)行

0.7s拍照間隔，5向智能擺拍，相比傳統(tǒng)采集效率提升數(shù)倍

重建效率

大疆智圖一鍵重建二維、三維模型，成果可直接融入運維系統(tǒng)

數(shù)字化歸檔

通過數(shù)字化模型，按照月/季度進行比對歸檔

光伏電站無人機工程建設(shè)

無人機屋頂光伏面板建設(shè)

分布式光伏發(fā)電是一種新型的能源綜合利用方式，就近發(fā)電，就近使用，余量上網(wǎng)，發(fā)電效率高，電量損耗低等特點并廣泛應(yīng)用于工商業(yè)建筑屋頂，公共建筑屋頂?shù)?。在屋頂?shù)任恢眠M行建設(shè)之前，需要通過屋頂面積進行所需組件數(shù)量的計算。通過無人機航測技術(shù)，可大大加快了屋頂面積測算效率和精度。

屋頂面積測算

通過無人機對屋頂?shù)刃枰惭b光伏面板的位置，進行二維、三維模型重建，通過模型即可完成對屋頂?shù)任恢玫木珳?zhǔn)面積測算施工圖紙測算通過前期重建的模型文件，深度加工圖紙，提前計算所需光伏板，匯流箱數(shù)量及排布假設(shè)位置。大大節(jié)省人工成本，通過數(shù)字化模型規(guī)劃建設(shè)某150MW光伏電站智能運維

背景介紹

使用經(jīng)緯 M300 RTK 搭載 H20多功能負(fù)載，通過4 架次 共120分鐘完成 150MW的全站空中數(shù)據(jù)采集；使用智能運維平臺，以空中視角進行數(shù)字化管控監(jiān)理

正在建設(shè)的工地

典型挑戰(zhàn)

管控條件困難

因電站分布面積廣，施工人員多，不便于監(jiān)理人員現(xiàn)場全面的對原材料的運輸、裝卸、進廠、存放等環(huán)節(jié)進行全過程、全面和系統(tǒng)性監(jiān)督管控。

監(jiān)管難度要求高

要解決建設(shè)期間監(jiān)理難管控問題，首先要保證以數(shù)字化形式進行建檔，通過對比，標(biāo)注等形式，對工地進行有追溯，數(shù)字化監(jiān)管

某150MW光伏電站智能運維

工程進度檢查

通過使用無人機對電站施工整體進度的檢查，根據(jù)工程進度表實時核查，確定光伏電站實際建設(shè)進度，掌握項目各個環(huán)節(jié)人員分配情況，核查現(xiàn)場日、月累計安裝容量

建設(shè)現(xiàn)場飛行作業(yè)中

自動飛行

通過航線自動飛行的方式，記錄建設(shè)工地實時情況，可按照要求進行數(shù)字化建模，記錄施工進度。

高效率采集

通過變焦，廣角鏡頭拍攝的畫面，準(zhǔn)確高效的對原材料、工器具、配件等設(shè)備的擺放和清點，督促現(xiàn)場人員實時做好施工垃圾的清理，注意環(huán)境衛(wèi)生等事宜。遇到突發(fā)事件時，更加準(zhǔn)確的查找故障地點，有效阻止人員及車輛進行問題的決策和處理某150MW光伏電站智能運維

建成驗收

新建電站的通信和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，還存在很多錯誤，通過無人機進行檢測，準(zhǔn)確及時發(fā)現(xiàn)未發(fā)電組串，通過故障定位配合集控系統(tǒng)進行調(diào)試，

新建設(shè)的光伏電站二維影像

硬件追溯

通過全站檢測，同構(gòu)準(zhǔn)確快速界定組件廠家，施工單位的責(zé)任界面，留存電站組件的***原始狀態(tài)記錄，以備長期跟蹤組件狀態(tài)變化，可以反溯至組件廠家生產(chǎn)線。數(shù)字化影像更新新建電站，沒有衛(wèi)星云圖，通過無人機拍攝，創(chuàng)建電站全景地圖，并提供地面段導(dǎo)航軟件，協(xié)助運維人員熟悉電站，盡快進入工作狀態(tài)

新建設(shè)的光伏電站二維影像

某150MW光伏電站智能運維經(jīng)濟型分析

1.通過無人機快速高效檢測手段，共提升電站發(fā)電總量3-5%，每年直接經(jīng)濟效益300~500萬元

2.及時發(fā)現(xiàn)組件的故障，質(zhì)保期內(nèi)廠家免費更換，每年直接受益140萬元

3.減少電站人員配置，單人可完成全站組件巡檢

4.電站巡邏、緊急狀況快速偵查，大大提升電站安全可靠性大幅度降低運維人員勞動強度，降低人員安全風(fēng)險

5.電站地理信息數(shù)字化，檢測手段智能化，智能終端輔助，對運維人員技術(shù)能力要求大大降低

6.建設(shè)施工，運維檢測數(shù)據(jù)支持多年橫向縱向數(shù)據(jù)對比分析，逐漸形成大數(shù)據(jù)，可以逐步發(fā)展為預(yù)測

7.支持多種數(shù)據(jù)接口，可以為決策系統(tǒng)提供***精確的數(shù)據(jù)

某工商業(yè)屋頂并網(wǎng)驗收

建成驗收

電站鍵程并驗收測試中，通過無人機紅外巡檢發(fā)現(xiàn)了異常，并帶有安全隱患，而這些隱患都未被新的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)。

某平地光伏發(fā)電項目

故障損失估算