30W+配电站，2W+变电站，群雄逐鹿的电力机器人市场，未来会走向哪里？

建国72年，如果从高空俯瞰一座座城市，会发现电力已经点亮了中国的每一秒钟，也点亮了人们的生产生活。

近期，我国江苏、湖南、浙江、广东、云南等10余省份在“能耗双控”的目标下相继采取了限电的措施。“限电”从企业侧传导至居民侧，引起社会各界广泛关注。随着中国生态环境部9月印发《2021-2022年秋冬季大气污染治理行动计划》草案，今年秋冬“重点双控”或将持续很长一段时间，这不禁让许多人再次把目光对准了电力行业。

▍需求推动行业变革

在中国电网高速发展的市场需求下，这种发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统，让电力工业成为国民经济发展中最重要的能源产业，也是关系国计民生的基础产业。其中，配电网稳定运行无疑是电力系统保持稳定状态的前提和基础。

这种背景下，伴随电力产业而生，用于帮助和替代人类，维护电网稳定的电力机器人，就不仅仅是一项具有市场价值的产品，也承载了顺利完成电力供应保障的重要使命。

这也导致在过去很长一段时间，我国的电力机器人行业都是在稳定性以及可靠性的前提下逐步开展，由在电力系统处于行业关键地位的国网/南网及相关国企，从上而下提出需求、划定范围并落实执行。

但另一个不争的事实是，几十年以来，中国已经建立了全球最大的电网系统，区域性或者省份性的市场需求量已经非常庞大，缓慢的研发和发展跟不上快速的市场需求。

足够广泛的市场，吸引了相关企业攻坚克难不断进入，目前就已经支撑起了鲁能智能、亿嘉和、郎驰欣创、国自机器人、大立科技、申昊科技等多家地方企业。而他们为了谋求更大市场而进行的科技创新步伐，也不断倒逼着国网/南网及其直属企业在电力机器人上不断投入研发创新，共同推动了该行业发展。

▍电力机器人种类繁多

但电网的建设维护是一项复杂工程，研发创新的步伐不会太快。

我国电力运转流程中，大多是由火电厂消耗原煤，让汽轮机转动带动着发电机产生电能，电能产生后，通过电缆传输到升压变电站，由变电站对电压进行转换，使其能输送到高压电网，经电网输送至各个分级变电站，然后转换成220V的电压输送。

电力机器人大体上来说，就是将原先需要人在电缆、线路、仪表、装置等场景负责检修、维护的工作流程，逐步以机器人取代。

在这些故障、周期、状态巡检的流程中，主要分为室外、室内和隧道三种场景。

在变电领域应用，包括变电站室外设备巡检 、变电站室外设备维护、变电站室内设备巡检、变电站室内设备作业、变电站设备内部检测维护等。在输电领域应用，主要是架空输电线路无人机巡检系统、架空输电线路带电维护机器人、电缆隧道巡检机器人。在配电领域应用，则主要是架空配电线路带电作业、架空配电线路带电巡检。

我国重点发展并取得进展的产品种类，目前围绕这些领域，主要有了包括架空输电线路机器人、变电站巡检机器人、变电站带电水冲洗机器人、配电站巡检机器人、配电带电作业机器人、无人机等。

其中，变电站和配电站巡检机器人是各家企业争夺的重要领域。由于配电站和变电站是输电网的关节枢纽，电站设备巡检是有效保证电站安全运行、提高供电可靠性的一项基础性工作，全国配电站数量30W+，变电站数量2W+，在当前相关人力减少的情况下，未来市场需求巨大，而且随着近年来技术发展，切入难度相对较小，智能化巡检的相关技术成熟度已经越来越高。

一些细分领域的巡检机器人也正在为企业创造更多的市场可能性。

例如随着近年来调峰调频公司电厂装机容量的增加及运行年限增长，对电厂大坝、输水管道、进出水口闸门等水工建筑物和水工设备进行检测的机器人被逐渐重视。中国南方电网就曾研制出一个可由水面控制器操控，具备自主返航功能的水下机器人，用于静水条件下检测水电站大坝坝面、输水管道、进出水口闸门等水工建筑物和水工设备运行状况。

又例如针对架空输电线路巡检系统，无人机种类正发挥着越来越广泛的作用。无人机能对于设备外观、设备温度、设备缺失都能起到快速且有效的检测，在进行例如基建线路选址、输电线路走廊普查、灾后应急评估等需求下，续航时间长、速度快、巡检范围大的无人机所能起到更好效果。

▍电力机器人通用性技术

电力巡检机器人涉及到的技术领域大致分两块，一块是机器人本体技术，另一块是巡检技术。两部分技术交叉融合，共同构成能应用在各场景的机器人。

目前机器人本体技术关键部分往往是下机位的移动底盘，一般以轨道式、轮式和履带式三种类型为主。因为需要在不同环境具备更强的越障和防滑能力，北方也有部分采取混合式。除此之外，本体还涉及到机器人的控制、导航、避障等技术领域，以便实现机器人自动巡检、自动停靠甚至自主规划，同时能在一些特殊的环境中保持抗干扰能力。在室外运行的机器人往往还需要考虑到移动寿命和续航性的问题，储能、自主充电技术和通信技术近年来发展也很快。

而巡检技术则主要是巡检机器人上机位搭载的多种检测模块，主要用于数据采集与记录功能。例如可见光摄像设备、红外热像仪、声音采集器，以及原先需要人力进行的红外热成像技术。通过利用这些多元信息融合技术，能对变电站一次设备运行状况作出评估，能判断电力设备的运行状态，同时又能包括数据查询及分析功能，如果可以更进一步通过无线通信实现机器人巡检的图像、音频、指令的传输，这种在线巡检技术具有较强的及时性。

本体技术往往也能加入可升降可操作的机械臂，从而完成安全距离不足的带电体附近异物清除及摘取工作、配电带电作业等工作。而巡检技术则正通过搭载各类配件，提升功能性需求，扩大巡检的覆盖面。例如通过加入更高清的摄像头，方便对压力、油位、避雷器泄漏电流等进行特殊地点、特殊角度的无接触读取。

电力机器人的通用性技术带来的改变已经出现。

以变电站的巡检机器人为例，在原先，传统的室外巡检需要人每天巡检2次以上，巡检主要通过设备判断运行状况，及时了解电站设备是否出现漏油、裂痕、异常声响等，人工巡检受到天气等恶劣环境影响很大，并且缺乏实时的故障分析和系统分析的能力。电力巡检机器人代替人工实现电站设备状态的自动检测与预警分析，已经克服了传统的人工巡视电力线路及设备存在的劳动强度大、检测质量分散、主观因素多、巡检结果无法数字化等缺陷，正解决着更多人工巡检存在的缺点或隐患问题。

▍技术尚待突破

目前，在一些稳定环境场景，电力机器人已经能够胜任，但在一些复杂地形和野外，例如在高原、寒冷等地理条件或恶劣天气条件下，或者大风、大雾、冰雪、雷雨时，机器人依然无法进行很好的工作，相关技术还需要持续研发投入。

随着智能电网的建设，电力设备向高功率、高可靠性、高智能化方向发展，这对变电站的智能化提出了更高的要求，变电站智能巡检机器人的移动设备平台灵活化还远远不够。例如针对变电站雪地坡地等复杂的环境，机器人的驱动和越障能力还有待提升。另一方面，机器人目前虽然已经能够实现实时检测，但检测到抢险的时间仍然较长，机器人还缺乏抢险维护的简单设备故障自动处理能力。

除此之外，非常多企业进入竞争的巡检场景也仍然需要优化提升。巡检设备全面化目前变电站智能巡检机器人主要是针对一次设备开展自动巡检，对于二次设备如高压开关柜还不能进行自动巡检，因此，需要针对二次设备巡检进行深入研究，以增强机器人巡检的全面性以及提升操作的可能性。

在自主化技术上，目前带电作业机器人基本上采用了遥控作业方式，后续可考虑基于人工智能、多传感器融合、机器学习等新技术，在保证作业安全前提下，研制半自主或完全自主地开展带电作业的配电带电作业机器人存在一定必要性。同时，智能化、模块化的作业工具也是未来带电作业机器人的发展趋势，即插即用，一机多用能够实现更好的成本公摊。

机器人在电力行业应用应主动适应电力系统智能化发展趋势，将人工智能技术与机器人深度融合，提升机器人设备状态感知、主动预测预警、辅助诊断决策、安全作业等能力，进一步发挥机器人在安全性、经济性与高效性方面的优势，为电力行业各领域提供更好的支撑。

▍更远的未来

AI和大数据一定是机器人行业未来发展必不可少的趋势，标准和互联是行业成熟的象征。

泛在电力物联网是国家电网提出的一个未来发展方向。其核心理念是将电力用户及其设备，电网企业及其设备，发电企业及其设备，供应商及其设备，以及人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务。泛在电力物联网中所有用于计算分析设备状态的数据均由智能感知装置采集上传，例如巡检机器人网络化每台变电站巡检机器人通过互联网相互联系，实时共享巡检设备的状态信息，要是确定能够实现，这对于确保电力物联网正常运行的重要意义不言而喻。

除此之外，统一技术条件，制定工作标准也是近年来国家电网公司积极探索电力机器人的一个新动作。目前已经统一了变电站巡检机器人软硬件技术条件，规范了变电站智能巡检机器人的验收、巡视、维护、检测等工作标准和要求。同时国家电网也在建立测试场地，严格产品准入把关，提升试验检测能力，成为一个标准的制定者和检验者。

▍结语

立德智库认为，目前，国内电力机器人市场虽未形成稳定的发展格局，处于群雄并起、割据区域市场的阶段。同时，国家电网和南方电网在电力系统处于行业垄断地位，直接影响着电力机器人行业的发展格局。因此，企业想要进入电力机器人行业，不仅要求技术、产品过硬，同时各项指标必须能够达到电力系统的相关要求。

立德智库预测，未来几年，将会形成以山东鲁能、亿嘉和、朗驰欣创为主的竞争格局，同时可能会出现一家电力机器人行业黑马，但整体格局不会受到大的影响。随着健全完善标准体系、强化科技成果支撑、加快系统间互联互通，电力系统作为能源系统，未来必然将会形成独特的能源智联网，电力机器人将在其中产生更加重要的作用。

更多相关内容，请关注机器人大讲堂后续“电力机器人”专题文章。

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