[发明专利]一种高可靠性无线供能系统及方法

说明书

本发明涉及一种高可靠性无线供能系统及方法，包括无线取能单元与无线充电平台单元，所述无线取能单元包括电流互感器、整流器、高频逆变器、送电线圈和受电线圈，所述电流互感器、整流器、高频逆变器、送电线圈依次连接；所述无线充电平台单元包括无线充电线圈和蓄电池组，所述受电线圈的输出端分别与蓄电池组的输入端、整流逆变控制箱的输入端连接，所述蓄电池组的输出端与整流逆变控制箱的输入端连接。本发明应用在输电线路上，无人机可以对整条输电线路进行准确巡检，在电量不足时落在杆塔上无线充电平台，通过共振磁耦合技术对无人机进行无线充电，待电量充足时继续巡检。

技术领域

本发明涉及无线输电技术领域，更具体地说，涉及一种基于共振磁耦合、适用于输电线路巡检无人机的高可靠性无线供能系统及方法。

背景技术

在电力系统领域，无人机在输电线路巡检等方面得到了越来越广泛的应用。传统输电线路巡视主要依靠线路维护人员翻山越岭，通过人工配合相机及望远镜的方式巡查。遇到电网紧急故障和异常气候条件，传统的电力巡检员进行人工巡检，受巡检人员的经验及技能水平、户外恶劣工作环境、生理及心理状况等影响较大，存在漏巡、漏检、误检的可能性，并且不仅存在较大的巡视过程风险，效率还比较低。另一方面，由于近年来投运高压输电线路增多，巡线线路距离也较远，在巡检期内出现事故或大风、大雪及雷雨后因集控站无法出车不能及时巡视时，造成集控站值班员不能及时了解输电线路状态，存在隐患，危及电力系统的安全运行。特别是无法及时了解出现问题的输电线路情况，失去优先处理的机会。传统巡线方式时间长、劳动强度大，不能完全适应现代化电网建设与发展的需求。巡检无人机的应用，正好可以弥补人工巡检及时性、可靠性差的弊端，在恶劣条件下还可以降低巡检人员的人身伤害风险。

将无人机应用到电力巡线方面可大大提高电力维护和检修的速度和效率，降低作业人员劳动强度，提高作业人员安全性，降低作业成本，并且巡线速度快、应急迅速，在出现自然灾害的情况下仍然能够对受灾区域的电力线路进行巡检，同时能够及时发现各类缺陷、避免各种线路事故的发生。随着无人机在输电线路巡检中的不断应用，充电问题成为制约其长期稳定运行自主巡检的关键因素。目前输电线路巡检无人机采用电池组供电，续航能力一般只有几小时，电力快消耗完毕时无人机导航至充电口，与充电口完成对接，进行有线方式充电。这样对无人机导航定位精度要求较高，且可能存在充电口卡住无人机难以移动的情形，影响重新开始巡检等问题。此外，有线充电线路及接口易磨损，易触电，多次插拔后可能松动造成电能传输不可靠等问题。因此，亟需一种巡检无人机的无线充电技术解决上述问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提出了一种基于共振磁耦合、适用于输电线路巡检无人机的高可靠性无线供能系统及方法，解决了传统有线接触式充电口磨损、机械松动故障导致接触不良等问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

设计一种基于共振磁耦合、适用于输电线路巡检无人机的高可靠性无线供能系统，包括无线取能单元与无线充电平台单元，所述无线取能单元包括电流互感器、整流器、高频逆变器、送电线圈和受电线圈，所述电流互感器、整流器、高频逆变器、送电线圈依次连接；所述无线充电平台单元包括无线充电线圈和蓄电池组，所述受电线圈的输出端分别与蓄电池组的输入端、整流逆变控制箱的输入端连接，所述蓄电池组的输出端与整流逆变控制箱的输入端连接。

其中，所述电流互感器、整流器、高频逆变器及送电线圈安装在绝缘子串远离电力铁塔的一端，所述受电线圈安装在绝缘子串靠近电力铁塔的一端。

所述无线充电平台单元还包括固定在电力铁塔上的支架，所述无线充电线圈和蓄电池组设置在支架底部构成无线充电平台，所述整流逆变控制箱固定在位于支架下方的电力铁塔上；所述支架上还安装有超声波驱鸟器，所述电力铁塔上还安装有无线续传基站，所述蓄电池组为超声波驱鸟器、无线续传基站提供电能。