Как дроны помогают следить за состоянием электрических сетей и предвидеть аварии: опыт компании ДТЭК Сети

По данным компании ДТЭК Сети, каждый год украинцы проводят без света и электричества в среднем 11,5 часа. При этом жители Западной Европы — чуть больше 2 часов. И чем дальше от Киева и больших городов, тем отключения света длятся еще дольше. 

Причин этому может быть много — аварии, проблемы на линии, перегоревшие трансформаторы, различные дефекты изоляторов. Поэтому в 2019 году ДТЭК Сети запустила пилотный проект, чтобы научить дроны следить за состоянием электрических сетей и предвидеть аварии. Для этого компания вместе со своими партнерами из Эстонии компанией Hepta разработала специальное программное обеспечение. 

Похожий метод в своей работе успешно используют современные европейские энергокомпаниями, например, ENEL (Италия), E-ON (Германия), CEZ Group (Чехия). Теперь он доступен и в Украине.

Журналист AIN.UA побывал на презентации проекта, где узнал результаты пилота и расспросил о дальнейших планах компании в использовании дронов.

С дроном – в 2-3 раза эффективнее

В течение трех месяцев 2019 года компания ДТЭК Сети проводила пилотный проект по обследованию линий электропередач дронами. Для этого были выбраны Новомосковский и Солонянский районы Днепропетровской области.

«Мы выбрали эту область для нашего пилота, поскольку в Днепропетровской области у нас самое большое покрытие линиями электропередач и здесь довольно часто случаются аварии. Из-за этого десятки тысяч наших клиентов остаются без электричества», – рассказывает руководитель инновационных проектов ДТЭК Сети Марис Куницкис.

На балансе ДТЭК Днепровские электросети находятся линии разного напряжения:

• линии высокого напряжения 110-150 кВ;
• линии среднего напряжения 35 кВ и 10 кВ. Этих линий в Украине больше всего. Они распределяют электроэнергию по областям;
• линии низкого напряжения 0,4 кВ. Они уже подключены к домам  конечных потребителей.

Больше всего аварий происходит на линиях среднего напряжения. Если на них случается авария, то тысячи людей могут остаться без света. Поэтому для мониторинга дроном избрали линии напряжением 10 кВ.

За три месяца с помощью дрона исследовали 500 км линий. Специалисты обнаружили 916 дефектов изоляторов, при обычном осмотре их было 176. Новый подход лучше фиксирует перегрев оборудования и позволяет за один рабочий день обследовать в 2-3 раза больше линий электропередач, чем при пешем осмотре. С помощью дрона за день удалось исследовать 13 км линий, при пешем осмотре – 5 км. Кроме того, в них задействовано большое количество сотрудников – от 80 до 200 в зависимости от компании.

Как работает технология

Для исследования электросетей использовали дрон производства китайской компании DJI Matrix 210. Вместе с камерами он стоит около 600 000 грн и может подниматься на высоту до 3 км. В Украине дронам разрешено подниматься до 120 метров. Чтобы подняться выше, нужно специальное разрешение.

Дрон оборудован двумя камерами:

• видеокамерой высокого разрешения (4K Ultra HD, 20,8 МР). С помощью этой камеры можно получить видеоизображение всей линии электропередач;
• термокамерой. Термосъемка позволяет распознать повышение температуры. Например, при заземлении, перегреве или других дефектах сетей, которые нужно исправить сразу.

Для исследования состояния электросетей используется также лидарная съемка. Она позволяет снять всю линию, чтобы выстроить 3D-модель. Она дает очень много информации о параметре линии, провисании проводов, зеленых насаждениях, которые касаются линии. Это самая дорогая часть проекта. 

Пока с помощью лидара удалось снять 250 км линий. Такого оборудования в ДТЭК Сети пока нет, его предоставили коллеги из Эстонии – компания Hepta.

Модель базируется на карте. После пролета дрона компания получила изображение всей линии, где указан каждый столб и его координаты. В будущем в ДТЭК Сети планируют программировать дроны по этим координатам, они будут самостоятельно собирать информацию и передавать ее по облаку в базу данных. Пока дронами управляют операторы из специальной бригады ДТЭК Днепровских электросетей. 

Вместе с эстонцами из Hepta ДТЭК Сети разработала специальный софт, который базируется на нейронных сетях. На разработку программного обеспечения компания потратила 1 млн грн и еще планирует инвестировать 1,5 до конца 2020 года. 

Ожидается, что в результате не человек будет изучать видеоизображение и искать дефекты, а это будет делать компьютер. Это поможет компании сэкономить огромное количество человеческого труда, а также избежать субъективного фактора при определении дефектов сети.

«Обучать систему мы начали с определения дефектов изоляторов, поскольку он встречается довольно часто. Пока точность распознавания составляет 75%. Однако со временем точность системы будет увеличиваться. Чем больше километров мы пролетим, тем точнее станет модель», – утверждает руководитель инновационных проектов компании.

Что дальше?

На первом этапе важной задачей для ДТЭК Сети является обеспечение оборудованием бригад, где есть много зеленых насаждений и линий электропередач. В первую очередь, это Днепропетровская и Киевская области.

На втором этапе планируется автоматическая передача данных в систему после съемки. Дальше наступает процесс прогнозирования, поскольку намного дешевле проблему предотвратить, чем потом ликвидировать последствия аварии.

Главная цель всей системы – создать 3D-модель всей сети, а это почти 200 000 км. В таком случае модель сможет не только указывать на существующие дефекты, но и прогнозировать возможные проблемы. Например, с помощью iT-систем можно будет прогнозировать, как будут расти зеленые насаждения.

В компании надеются, что с помощью новейших технологий к 2025 году аварийность и продолжительность отключений электроэнергии снизится на 10-15%. Например, по данным ДТЭК Сети, сейчас жители Киевской области в среднем без электричества проводят 9 часов в год. После введения инноваций этот показатель снизится до 7-8 часов в год.

ДТЭК — лидер цифровой трансформации украинской энергетики. Самое главное, что у нас есть успешный пилот и мы уже знаем, что нам нужно делать. Мы готовы закупать для бригад дроны в рамках инвестиционных программ. Считаю, что каждого оператора систем распределения должно быть по несколько десятков дронов, чтобы они могли их использовать”, – прокомментировал генеральный директор ДТЭК Сети Иван Гелюх.

По предварительным данным, на одну компанию нужно 6-10 дронов и сопутствующее программное обеспечение. Средняя стоимость внедрения такого комплекса примерно от 10 до 12 млн гривен.

При этом в компании уверяют, что полномасштабное внедрение инновационной технологии не приведет к сокращению сотрудников. Вместо пеших осмотров, они будут работать с дронами и базами данных, заниматься управлением и обслуживанием новой цифровой системы.

Станут ли дроны типичным явлением в работе ОСР в ближайшее время в Украине, зависит от модели тарифообразования в электроэнергетике. Введение стимулирующего тарифообразования позволило бы компаниям инвестировать в инновационные решения.