東經111.16度,北緯30.44度。
這是看得到的坐標,在數字地圖上輸入可以很快定位到湖北宜昌三峽大壩景區。“高峽出平湖”,長江三峽最美的地方之一。
而在距大壩壩頂直線距離52米的深處,還有一個看不到的坐標。2019年11月11日,對三峽電站1#排漂孔流道檢修后,水下檢修專用機器人從流道側墻緩慢駛下,在這里軋下了第一道三峽印,留下了它的第一個實時運行坐標。
同樣的位置,與三峽兩岸山美水美的景象大不相同,爬壁機器人在流道內看到的是鋼筋鐵骨、流沙泥水,而這恰恰是它的使命。
云端守護賦能水電奔涌向前
作為世界上規模最大的水電站,三峽水電站深孔、表孔、排漂孔等混凝土泄水建筑物結構尺寸大,坡度陡,檢修往往周期長、成本高、難度大,而運用機器人智能化巡檢方式可以實現水電站快速、安全、高效的檢測和維護。
2019年11月11日,三峽集團“水下檢查檢修機器人項目”在三峽壩區順利通過驗收,并成功實現全天候執行作業任務,這標志著三峽智慧電站建設邁出重要一步。
“之前,漂浮物增多,為了保證蓄水安全,排漂孔需要時常檢修,流道內就需要搭設滿堂腳手架檢修平臺,這種工作方式不免存在安全隱患。”三峽集團所屬長江電力生產技術部技術管理主任丁倫軍介紹說。
三峽電站1#、2#排漂孔寬10米、高12米,3#排漂孔寬7.5米、高20.6米,均設在三峽大壩壩體的汛期防洪限制水位處,用來排出水面上漂浮的垃圾等雜物,以免影響發電及水質。而傳統人工檢測的方式有極大的安全風險,稍不注意還可能會給工程表面帶來損傷。對此,科研團隊為三峽混凝土泄水設施設計了一款爬壁機器人。

爬壁機器人正在作業
“它‘小巧玲瓏’,僅有18.4千克重,但是可以像壁虎一樣沿壁面行走,不僅能吸附在混凝土流道表面,對缺陷進行定位、測量,還可以識別障礙并自主避障,并能自動和遠距離手動控制機器人沿壁面行走。”丁倫軍說。
不僅如此,爬壁機器人取代人工檢測后,還杜絕了后者容易產生的測量失誤,解決了因設備搭建所造成的混凝土表面損傷問題,降低了檢測作業難度和安全風險,對大型水電站混凝土流道檢修有著重要意義。
“如今在三峽,有能下潛300米水下作業的機器人,有能對混凝土流道和壓力鋼管進行檢測維護的機器人,有能對發電機風洞進行巡檢的機器人……這些機器人的足跡幾乎遍布壩區的每一個角落,時刻為大壩的安全運行保駕護航。”丁倫軍介紹道。
“我們目前在長江干流運行管理的葛洲壩、三峽、向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德等6座梯級水電站上,分布著14種不同類型的機器人,來保證設備狀態監控及異常情況提前預警,確保設備安全運行。”丁倫軍介紹道,未來兩年,還將推廣23種機器人,全力推動6座梯級電站從“傳統大壩”到“數字大壩”,再到“智能大壩”的跨越和轉變。
除了前端機器人的實時數據采集,給發電機組安裝監測傳感器也是守護三峽非常重要的環節。據統計,在三峽電站后方目前約有23萬個部件的數據,它們和機器人數據進行匯總后,接上云山大數據平臺進行智能分析,從而實現設備的監控管理,保證發電機組的正常運行。
前端“眼睛”數據采集,后端“大腦”智能分析,正是這些數據底座的構建,讓三峽集團海量數據的價值得到了充分釋放,也為三峽的智能電力生產提供了源源不斷的動力。
智能巡檢助力大豐向海而行
距離三峽1000多公里外的江蘇大豐,成百上千的巨大“風車”林立,銀白色的葉片隨風周而復始轉動,與一座座輸電鐵塔、一道道輸電線勾勒出別樣的“沿海風光”。
這個國內離岸距離最遠的海上風電項目,由三峽集團所屬三峽能源投資建設,二期項目總裝機容量300兆瓦,共安裝58臺風機,不僅擁有國內當期同等配置下體積最小、重量最輕的海上升壓站,也是國內集控中心電壓等級最高的海上風電項目。
作為海上風電的“心臟”,海上升壓站負責匯集每一臺風車發的電,經主變壓器升壓后,通過交流海底電纜輸送到岸上,并最終送到千家萬戶。升壓站的穩定安全運行對整個風力發電廠至關重要。
但隨之而來的運營維護卻異常艱難,據三峽能源江蘇分公司大豐黨支部書記趙素芬介紹,升壓站運營維護主要有“三難”。
一是遠,海上升壓站平臺位于海洋中,離岸距離較遠,出海時間受自然環境影響較大,平均單趟航行時間需5小時以上;二是久,海上升壓站需要24小時不間斷運行,需要運維人員全方位、全過程的檢測和狀態監控,相對于一般工作人員而言工作量成倍增加;三是精,升壓站設備之間關系密切,相互耦合構成有機整體,需要從全局進行考慮,全面準確地分析,挑戰極大。
困難沒有擋住三峽向海爭風的步伐,針對運維“三難”,三峽集團科學技術研究院一一攻克,給大豐海上升壓站量身定制了一款智能巡檢運維機器人。
該機器人為一款軌道型機器人,系統采用激光自主導航系統,導航定位精度可以達到5mm,不用增加特殊標志,機器人在預定位置行駛中,可以依據激光導航系統自主控制行進速度、行進路線的微調。

大豐海上升壓站智能巡檢運維機器人正在運行
“如果機器人在執行任務的過程中遇到意外,偏離了軌跡,機器人自身可以重新規劃路線,重新找回軌跡。如果不成功,則向遠程控制中心報警,并暫停,由工作人員借助云臺視覺系統手動控制機器人返回軌跡。如果還是無法調整回來,再由維護工作人員前往現場進行維修。”三峽集團科學技術研究院相關負責人介紹道。

大豐海上升壓站智能巡檢運維機器人正在運行
針對遠距離傳輸帶來的通信困難,設計師們還通過AI智能識別技術的運用,讓機器人可以實現準確的數據識別和危險狀態報警,一旦升壓站發出故障報警,可以第一時間趕到報警點,實現了對升壓站的遠程監控。
除了遠距離傳輸,機器人還擁有可見光、紅外和局放等多種傳感器,能夠自主對升壓站內的各種儀器儀表以及設備的運行情況進行24小時全過程監控。實現了實時拍照、實時識別、實時上傳、實時分析、實時報警的一體化整體巡查。
“現在不僅有機器人對設備故障進行自查與分析,我們還針對風電站的運行建立了監控、狀態監測、以及離線分析等分層分布式的一體化監測與分析系統。”趙素芬說,層層智慧賦能所構成的一整套完整的系統安全防護,目的就是為了保證風電廠運行的安全可靠,確保安全生產平穩和電力可靠供應。
數字治水繪就六安智慧藍圖
在安徽六安,465公里的下水道,密密麻麻的分布著供水、排水、雨污水、中水等成千上萬條涉水管線,組成了一個迷宮般的地下世界。
過去,由于底數不清、建設長期滯后于城市發展,它們雨污混流、雨污合流、錯接亂排.....各種欠賬問題日益突出,使得六安污水收集和集中處理能力大大降低。
治理污水,關鍵在排口,核心在管網。如何為下水管道“做腸鏡”、“拍片子”,為設計、施工及運維提供精準的管網數據,成為六安城市管道養護和修復的頭等難題。
作為長江環保集團牽頭成立的重慶三峽生態環境技術創新中心(以下簡稱“重慶創新中心”)研發出了一款名為“GeckoI”的物聯網多功能管道機器人,實現了對城市管道“疾病”及“修復”的全面可視化診斷。

GeckoI物聯網多功能管道機器人
2022年7月21日,在中國西部國際投資貿易洽談會上,這款“呆萌”的管道機器人一經面世便吸引了無數人注意。研究團隊表示,這款機器人在市政排水管道、箱涵、暗渠、河道等惡劣及特種環境下,具有良好的發展應用前景。

GeckoI物聯網多功能管道機器人
“管道機器人研制的想法由來已久,2021年5月20日,我們中心正式揭牌之后,就一直將管網監測、檢測作為科技攻關的重點,城市管道的特殊構造帶給我們很大啟發。如果能將地下管道的‘城市難題’化作‘機器之力’,我們就可以研發出適應城市地下管網極端環境的小型化智能檢測機器人,既可助力水環境治理,又能發展新型機器人與智能裝備。”談及研發初心,作為該課題負責人的賈伯陽仍難掩興奮之情。
“該機器人最大的特點是實現對現場檢測情況的遠程可視化監督,發出亮光的‘眼睛’不僅能將陰暗潮濕的管道一覽無遺,長約120米的線纜還能確保它安全返回,它還搭載聲吶探測器、激光測掃儀、全景鏡頭等,像做‘腸鏡’一樣,對管道缺陷處360度‘拍片’。”賈伯陽拿著模型解釋道。
“那時候是人工勘測,下井排查監測全靠一雙手,狹窄污濁的管道下,只能貓著腰走,眼都不能瞇一下。”回憶當初,三峽集團所屬上海院六安管網項目部經理劉申奎感慨萬千,現在智能勘測正在取代傳統的人工勘測,CCTV、QV、聲納、智慧管網等新技術的運用讓勘測效率和準確率得到大幅提高。
如今,從城市管網智能檢測機器人等先進技術手段的運用,到“新概念水廠”的逐漸落地成為現實,再到城市智慧“水管家”的全面鋪展,數字化技術賦能水污染治理正在為打好長江生態環保領域的關鍵核心技術攻堅戰提供重要支撐。
賈伯陽說,未來,重慶創新中心將繼續深入研究,重點開展排水系統監測、檢測、診斷等領域技術研究及工程應用,提升“源網站廠河”五級全鏈條監管感知能力,并計劃打造“預警-溯源-執法”可視化監管平臺,實現水環境統一監管治理,為智慧“水管家”帶去更多可能。
工欲善其事,必先利其器。從智慧大壩到智能風電,再到長江大保護與智能技術的深度融合,一系列數字技術的攻關和智能創新,為三峽集團產業創新全過程奠定了堅實的技術基礎,也為推動能源革命和數字革命的深度融合貢獻了三峽力量
隨著“雙碳”戰略的不斷推進,能源結構加速轉型和數字經濟蓬勃發展將驅動能源產業進入新發展時代。三峽集團總信息師金和平表示,三峽集團將充分發揮海量數據和豐富應用場景的價值潛力,以實際行動加快實施數字化轉型,推動能源革命和數字革命的深度融合,加快實現清潔能源和長江生態環保“兩翼齊飛”。







