在“智能电网”的大背景下，电力巡检机器人行业竞争格局究竟如何？
作者|高禾投资研究中心
来源|高禾投资（ID：GHICapital）
导读
电力自动化一直是中国电力行业发展的大趋势，预计2020年能达到1100亿的市场规模。而“智能电网”一直都是电力自动化的热点话题之一，主要包括配电自动化、调度自动化、以及变电自动化三个方面。电力巡检机器人是实现电力自动化的重要部分，能够有效降低人工成本，提高巡检效率，减少错误。如今行业内的玩家较多，如：国电南瑞、许继电气、亿嘉和、科大智能等。
那么，电力巡检机器人的市场竞争格局究竟是什么样的呢？
请看，今天的
在“智能电网”的大背景下，电力巡检机器人行业竞争格局究竟如何？
一、电力巡检机器人行业市场综述
（一）电力巡检机器人定义及分类
1. 定义
电力巡检机器人是电力特种机器人系列中的一种，主要用于代替人工完成变电站巡检工作。电力巡检机器人主要应用于室外变电站，可对站内变电设备开展红外测温、表计读数、分合执行机构识别及异常状态报警等功能，并提供巡检数据的实时上传和数据分析、信息显示和报表自动生成等后台功能，是智能变电站运维技术发展的重点方向之一。
2. 分类
电力巡检可分为定期巡视、特殊巡视、夜间巡视以及故障巡视四种。
（1）定期巡视
线路在正常运行情况下，按规定的时间进行巡视叫定期巡视或叫正常巡视，也称周期巡视。定期巡视的目的在于经常掌握线路各部件的运行状况及沿线情况，并搞好群众性的护线工作。
定期巡视的周期一般为一个月。但根据线路的具体情况也可以延长或缩短周期．巡视周期确定后，未经上级有关领导同意，不得改变巡视周期。每次按周期巡视的日期，前后误差一般不应大于5天。
定期巡视，一般都实行专人负责制（实行定人员，定线段，定时间），即根据线路的长度，地形、地貌和交通情况，每两人负责一定长度的线段，按规定的周期进行定期巡视，并整理资料。
（2）特殊巡视
当气候发生突然变化（如最高气温、最低气温、暴风雨、覆冰等）或遇自然灾害（地震、河水泛滥或森林起火），线路过负荷运行及其它特殊情况时，应对全线或某几段线路或某些部件进行巡视，称为特殊巡视。特殊巡视在于发现线路的异常现象及部件的变形损坏情况。
（3）夜间巡视
在线路正常运行情况下，有些现象白天不容易发现，在夜间容易发现，所以要求在夜间进行巡视，简称夜间巡视。夜间巡视主要是检查导线连接器的发热情况，绝缘子的污秽情况。因为绝缘子的污秽或导线连接器接触不良发生的火花放电以及导线电晕等现象，在夜间容易发现。
（4）故障巡视
当线路发生故障跳闸时，应立即组织巡视，叫故障巡视。故障巡视的目的在于及时查明线路发生故障的原因，找出故障位置并查明故障造成的破坏情况，以便准备抢修器材和研究抢修办法，并制定防止类似故障的措施。
每一条线路应做好故障巡视分段表和示意图，图中标明巡视时的停车地点、人员分散和接送的路线，以便发生故障时，无论何时都能及时组织人员迅速进行巡视。
（二）电力巡检机器人发展历程
1. 国外电力巡检机器人发展历程
（1）发展初期（1980-2000年）
电力巡检机器人的早期研究主要集中在日本、美国等国家，早在1980年，日本就开始将移动机器人应用于变电站中，采用磁导航方式，搭载红外热像仪，对154kV-275kV变电站的设备致热缺陷进行检测；八十年代末期，日本研制出了地下管道监控机器人，用于监测275kV地下管网内的温度、湿度、水位、甲烷气体、声音、超声、彩色视频图像等；九十年代，日本又研制出了涡轮叶片巡检机器人，配电线路检修机器人等应用于不同场景的巡检机器人。
（2）快速发展期（2000年至今）
进入新世纪，欧美国家在巡检机器人上的技术进行了革新。2008年，巴西学者J.K.C.Pinto等人设计了一种配备WiFi和红外热像仪的高空滑行变电站巡检机器人，对变电站电力设备的致热点进行检测；美国研发的变电站检测机器人，能够实现电力设备自动红外检测，并使用检测天线定位局部放电位置。2013年，加拿大研制出了一种检测及操作机器人，采用GPS定位方式，在735kV变电站实现视觉和红外检测，并能远程执行开关分合操作。新西兰研制的电力巡检机器人，采用GPS定位，具备双向语音交互以及激光避障功能。
2. 国内电力巡检机器人发展历程
（1）发展初期（1999-2005年）
国内针对巡检机器人研究起步较晚，早期以国网下属实验室、高等院校等机构为主。上世纪90年代末，在国家“863计划”支持下，武汉大学、中科院沈阳自动化所等高校先后开始研制巡线机器人，武汉大学成功研制出架空高压输电线路三种机型（单导线、多分裂导线和沿架空地线自主巡线），沈阳自动化研究院于2012年研制出轨道式巡检机器人，可在东北冬季极端天气情况下实现全天候巡检。1999年，国家电网山东省下属电力科学研究院也开始变电站巡检机器人研究，2002年成立电力机器人技术实验室并同样得到国家“863计划”资金支持，并于2004年研制出第一台功能样机。
（2）快速发展期（2013年至今）
2013年国网首次集采开启机器人大规模商业运用，市场空间被打开。2013年变电站巡检机器人首次进入国家电网集采招标目录，并自此几乎每年（2017年除外）都是国网集采产品。国网对变电巡检机器人的采购，反映了市场对电网智能化辅助设备的需求，市场空间被打开。
我国目前正从劳动密集型向现代化制造业方向发展，振兴制造业、实现工业化是我国经济发展的重要任务。近年来，国家电网和南方电网相继推出电网信息化、智能化的目标与计划，在此大环境下，机器人巡检将取代人工巡检，市场前景广阔
来源：《山东电力技术》等相关文字资料、高禾投资研究中心
（三）电力巡检机器人市场规模
国家电网自2013年开始对变电站巡检机器人首次招标，巡检机器人市场开始进入全面推广阶段。2013-2015年间，国家电网对变电站智能巡检机器人集采数量分别为100、280、430台，到2016年已投入运行约1000台，市场规模快速增长。2018-2020年国内巡检机器人市场总需求约为477亿元，年均需求约159亿：分别对应变电站巡检机器人9000台，市场空间72亿；配电站巡检机器人8.1万台，市场空间405亿元。
全国297个地级市大概有配电站30万座，根据《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》，2020年国内配电自动化覆盖率将达到90%，预计2020-2025年国内室内机器人年需求量超过10000台。
国家电网在2013-2019年变电站机器人的招标量呈现震荡上升趋势，2013年招标量为100台，2019年招标量接近300台。
下图为2013-2019年国家电网变电站机器人招标量：
来源：国家电网、高禾投资研究中心
另外有报告显示，截至2019年，我国电力巡检机器人市场规模已经达到12亿元。在特高压及智能电网建设的推动下，到2023年，预计国内电力巡检机器人市场规模或将突破50亿元。在市场、政策等多方面积极因素影响下，电力巡检机器人已然进入了发展提速期，普及速度将进一步加快。
（四）电力巡检机器人产业链分析
来源：高禾投资研究中心
1. 上游
电力巡检机器人行业的上游环节分为三个部分：原材料、系统集成、核心零部件。其中原材料主要包括铝合金等传统材料以及碳纤维等新材料。核心零部件主要包括精密减速器、伺服电机以及控制器。
2. 中游
电力巡检机器人产业链中游环节为机器人本体制造。主要负责对输变电监测产品、配电及自动化控制产品的生产，并且还需对输变电监测、配电及自动化控制制定方案。涉及上市公司：朗驰欣创、科大智能、亿嘉和、申昊科技、大立科技。
3. 下游
处于行业下游的是终端客户，在电力巡检机器人行业中，终端客户是电网公司、发电企业等。巡检机器人产业的客户区域特征明显。以地处江苏的亿嘉和为例，2017年亿嘉和来自江苏省的营收占总营收比重为73.73%，第一大客户是江苏省电力公司，占比为51.28%。客户区域特征明显与电网系统内部区域发展不平衡有关，也和电网系统强渠道的采购特征有关，是两方面共同作用的结果。
二、电力巡检机器人行业驱动因素分析
（一）机器人巡检较人工巡检优势明显
人工巡检重复工作，数据存档及应用繁琐。机器人巡检可以有效减少人工工作量，巡检数据更具客观性，除了个别因角度、位置等因素无法识别的设备外，巡检数据识别较人工更有效。机器人巡检单站应用及疾控应用方式均比人工巡检便利，且更适合缺陷跟踪。
来源：高禾投资研究中心
（二）两网加速融合，巡检机器人持续受益
坚强智能电网+泛在电力物联网深度融合是电力行业未来发展方向。坚强智能电网是基础，支撑电力系统能源流的安全稳定传输，泛在电力物联网是“神经网络”，实现电力系统“源-网-荷-储”各环节信息流采集和归集处理。两者深度融合，实现能源流、数据流和与业务流的三流合一，助力国网成为世界一流能源互联网企业。
（三）渗透率不断提升，行业市场潜力大
截至2017年底，室外机器人渗透率约为5%，室内机器人渗透率约为1%。室外机器人方面，根据中国电力企业联合会统计，截至2017年底国内110kv及以上的变电站数量超过20000个，2017年底全国室外机器人保有量为1000台，若根据变电站配置为一机一站（即一个变电站配置一台机器人）测算，渗透率仅为5%。室内机器人方面，按平均每个地级市1000座配电站估计，全国297个地级以上城市（含4直辖市）大约拥有配电站30万座，根据亿嘉和2015-2017年销售数量768台，及三年平均市占率约80%计算，国内室内巡检机器人保有量为约不足1000台，若根据配电站配置为一机二站（即两个配电站适配一台机器人）测算，渗透率仅约为1%。
来源：高禾投资研究中心
三、电力巡检机器人行业制约因素分析
（一）技术难关待突破，产品需进行定制
目前对于大多数已投入运行的电力巡检机器人基本能够完成对站内一次设备的全面巡检，但由于站内直流系统及二次设备多位于变电站独立的小室或是主控楼内，需要对巡检机器人进行定制化，使其能够完成对二次设备与直流系统完成巡检，这会在一定程度上会制约行业发展。
恶劣天气抗干扰能力不强。在雾霾天气中，采用激光制导的智能巡检机器人可能会受到雾霾天气的影响，同样在大雪、大雨等恶劣天气中也有类似的问题。巡检机器人在巡检过程中要借助远距离超声听障和近距离物体感应装置，避免巡检机器人在巡检过程中碰到障碍物而受到损坏。这将导致巡检机器人可能将杂草等物体识别为障碍物，从而导致巡检无法正常进行直到电量用尽，此时还需要工作人员将其运回充电处，消耗不必要的时间成本以及人力成本。
（二）国内产业基础技术薄弱，人才匮乏
随着机器人技术和产业的不断提升，以及产业全球化分工越来越细化，机器人研发与生产企业对上下游产业链的依赖逐步加深，由于中国机器人产业基础相对薄弱，上游行业长期被国外企业垄断，产业链发展水平制约了电力巡检机器人的发展速度，质量以及产品核心竞争力。
电力巡检机器人属于多学科混合、技术密集型产品，且属新兴产业，对于研发人才、技术水平的深度和广度均有很高的要求；同时，为确保电力产品售后服务与安全运维，营销服务人员也必须掌握相关技术。目前，精通相关领域的高素质复合型人才较为匮乏，掌握先关技术基础的营销服务人员也不多，因此技术人才和营销人才的缺乏将在一定程度上制约行业发展。
（三）技术稳定性不够，且产品存在同质化倾向
国内电力巡检机器人在技术稳定性、拓展性等方面存在一定不足，自主移动、自主决策能力尚显欠缺，要想实现真正的24小时无人值守依然困难重重。同时，电力巡检机器人与5G、物联网等技术的融合应用还有待进一步挖掘。
另一方面，国内电力巡检机器人行业发展较快，不免存在部分泡沫化问题，业内企业在核心技术水平上参差不齐，产品的实际质量不够稳定，存在局部的“低端化”“同质化”倾向。因而，电力巡检机器人行业需要加快标准化进程，切实规范行业整体发展。
四、电力巡检机器人行业政策因素分析
2016年来，为推进我国机器人产业技术创新与应用推广，政府出台多项政策鼓励我国机器人行业整体发展。早在2016年，工业和信息化部、国家发展改革委、财政部等三部委联合印发了《机器人产业发展规划（2016-2020年）》，为“十三五”期间我国机器人产业发展描绘了清晰的蓝图。
来源：高禾投资研究中心
五、电力巡检机器人行业发展趋势分析
（一）市场潜力巨大，机器人巡检将替代人工巡检
目前，我国电站数量持续增长，特高压、智能电网建设继续推进，电力巡检机器人发展空间广阔。数据显示，我国变电站数量超2万座，全国各地大概有配电站30万座。据此进行估算，国内变电站巡检机器人市场规模将突破400亿元，配电站巡检机器人市场规模有望达到200亿元。
国内电力巨头之一的国网公司正快速推动电力巡检机器人的推广应用，应用区域已经覆盖了广西、浙江、江西、山东、北京、天津、广东、山西等全国十几个省、自治区和直辖市。在主要市场用户的支持下，国内电力巡检机器人市场的快速增长也就有了保障。
（二）巡检将进入无人化、智能化时代
近年来，电力巡检机器人开始愈发受到欢迎，出现在越来越多的国家和地区。电力巡检机器人能够代替人工完成大部分自动化巡检工作，既具备了人工巡检的便捷性，同时也克服了很多人工巡检作业中的不足，可以24小时不间断地监测电力设备状态，从而保障变电站等重要电力设备、设施的安全稳定运行。
专家表示，在变电站、管道设施、桥梁隧道等潜在危险场景中，无人化、智能化转型是主流趋势，巡检机器人、巡检无人机、管道机器人等智能装备的应用将会越来越普遍。总体来看，用电力巡检机器人代替人工巡检作业有着明显价值，市场潜力值得期待。
（三）两大电网快速推进智能化发展，机器人是重要组成部分
近年来，国家电网和南方电网相继推出电网信息化、智能化的目标与计划。以国家电网提出的“泛在电力物联网”为例，其结构是以信息网络与平台化为基础的泛在电力物联网和以电网可靠性为目标的坚强智能电网的结合。针对坚强智能电网，机器人介入后以自动化监控、识别、传输、响应、检修来替代人工，有望大幅提升电网传输的可靠性。
六、电力巡检机器人行业市场竞争格局
（一）2019年国网招标市占率
在2019年巡检机器人国网招标市占率中，国网山东省电力公司占比最高，达到21.2%；浙江国自机器人技术有限公司排名第二，达到15.5%；除此之外市占率达到10%以上的还有朗驰欣创、国电南瑞；亿嘉和的市占率为7.3%。
来源：国家电网电子商务平台、高禾投资研究中心
（二）各类别电力巡检机器人市场占比
根据兴业证券经济与金融研究院测算，在国内电力巡检机器人市场中，配电站智能巡检机器人占比最高，高达54.38%，变电站智能巡检机器人占比为18.13%，无人机占比为25.98%，隧道智能巡检机器人市场占比为1.51%。
来源：兴业证券经济与金融研究院测算、高禾投资研究中心
（三） 行业内主要玩家
1. 国电南瑞（600406.SH）
（1）公司概况
国电南瑞科技股份有限公司（以下简称“国电南瑞”）成立于2001年2月28日，是一所科技公司。是由南京南瑞集团公司作为主发起人，以南京南瑞集团公司下属三家分公司的资产经过重组，联合其它七家战略投资者共同发起设立，2003年9月24日在上海证券交易所上市。
国电南瑞是“国家规划布局内重点软件企业”、“中国软件业务收入前百家企业”、国家火炬计划软件产业基地骨干企业、“江苏省高新技术企业”、“江苏省首批软件企业”、“南京市软件企业20强”、“南京市骨干软件企业”、2006年被评为A级纳税人、2006年度建设新南京先进单位。
（2）主要产品
国电南瑞在巡检机器人领域软件领域市场领先。2017 年重组完成后，国电南瑞确定了多项新兴产业发展方向，其中机器人即为智能制造领域的重要组成部分。目前为止，公司巡检机器人已经在技术和市场独树一帜，除此之外公司也在输电线路无人机有所布局，用于检测输电线路覆冰监控、山火监控、外力破坏预警检测等。
（3）核心竞争力
国电南瑞源自国家电力主管部门的直属科研机构，是国内最早提供电力自动化产品与服务的厂商之一，长期从事测控、保护、电力电子技术研究、开发及产业化，产品广泛应用于能源电力、信息通信、节能环保、市政公用、工矿企业等行业客户，拥有一大批国内国际首创的具有自主知识产权的科技成果和首台首套产品，在相关行业理解、研究条件、研究成果、技术及产品等方面，与竞争对手相比有先发优势。
（4）业绩情况
国电南瑞2020年上半年主营业务收入达到121.11亿元，同比增加11.2%。其中电网自动化及工业控制类产品收入达到68.71亿元，同比增加0.38%；继电保护及柔性输电类产品收入达到14.10亿元，同比增加-0.72%；电力自动化信息通信类产品收入为21.63亿元，同比增加35.04%。由此可见，2020年上半年国电南瑞在电力自动化以及电网自动化的营收占比较大，是公司核心产品。
2. 许继电气（000400.SH）
（1）公司概况
许继电气股份有限公司（以下简称“许继电气”）是中国电力装备行业的领先企业，致力于为国民经济和社会发展提供高端能源和电力技术装备，为清洁能源生产、传输、配送以及高效使用提供全面的技术、产品和服务支撑。公司聚焦特高压、智能电网、新能源、电动汽车充换电、轨道交通及工业智能化五大核心业务，综合能源服务、先进储能、智能运维、电力物联网等新兴业务，产品广泛应用于电力系统各环节。
（2）主要产品
许继电气产品主要分为智能变配电系统、直流输电系统、智能中压供用电设备、智能电表、电动汽车智能充换电系统、EMS加工服务等六类。
（3）核心竞争力
许继电气具有强大的研发、设计能力，形成了从产品提供到系统集成解决方案为一体的较为完整的核心业务体系。产品完整覆盖一二次设备，广泛应用于电力系统各个环节，产业链完备，配套能力强。具备超高压/特高压直流输电、柔性直流输电、智能配电网、智能变电站、智能用电、电动汽车充换电、高速铁路/城市轨道交通牵引供电、能源互联网、先进储能智
能制造等整体解决方案能力、核心设备制造能力和工程服务能力。
（4）业绩情况
许继电气2020年上半年营业收入为41.42亿元，同比增加24.86%；其中智能变配电系统收入为14.48亿元，占营收比重34.69%，同比增加10.16%；智能电表收入为8.19亿元，占营收比重19.77%，同比增长20.13%；智能中压供用电设备收入为7.72亿元，占营收比重18.65%，同比增加17.31%。
3. 亿嘉和（603666.SH）
（1）公司概况
亿嘉和科技股份有限公司（以下简称“亿嘉和“）成立于1999年，是机器人领域的高新技术企业，公司专注于电力、消防等行业特种机器人的研发、制造和推广应用。亿嘉和总部位于中国南京，研发中心及分支机构遍布美国、香港、深圳、广东松山湖等地。
（2）主要产品
亿嘉和主要产品包括电力行业智能机器人、消防行业智能机器人、仓储物流智能机器人、石油石化智能机器人、其他行业智能机器人。其中电力行业智能机器人包括：室外带电作业机器人、室内巡检操作机器人、室外智能巡检机器人、室内轮式智能巡检机器人、隧道智能巡检机器人、智能巡检无人机。
（3）核心竞争力
为保持行业领先性，亿嘉和一直持续进行产品升级和新产品开发，不断丰富产品种类、提升产品性能。
在产品种类方面：亿嘉和巡检类机器人产品涵盖了室外、室内、隧道多种应用场景，其中室内巡检机器人除了挂轨式产品，公司还根据市场需求，另外研发推出了室内轮式巡检机器人，突破了轨道的限制，自主行走、自主运行，进一步拓宽了室内巡检机器人的应用环境，满足客户不同的使用需求；亿嘉和推出的带电作业机器人、室内巡检操作机器人产品，标志着公司电力机器人产品的应用场景已经实现了从巡检到操作的突破。
在产品功能方面：亿嘉和持续进行产品的深度开发和优化，不断升级、完善设计和技术方案提升产品的性能，公司室外巡检机器人、室内巡检机器人、带电作业机器人等产品，均已多次迭代升级，产品的整体稳定性、功能优越性、环境适应性等方面不断突破，综合能力已达国内较为领先水平。
（4）业绩情况
亿嘉和2020年上半年营业收入为3.21亿元，同比增加34.35%；营业成本为1.42亿元，同比增加73.53%；研发费用为2947.12万元，同比增加23.02%。
4. 科大智能（300222.SZ）
（1）公司概况
科大智能科技股份有限公司（以下简称“科大智能”）于2002年成立，是全国领先的工业智能化整体解决方案供应商之一。
科大智能始终坚持“工业+智能”的核心理念，专注将智能技术与工业紧密相结合。围绕智能电气、智能机器人、智能装备、工业互联网四大业务板块，持续加强核心技术与产品的研发投入，着力发展人工智能、5G及边缘计算、智能终端一体化技术架构。提供智能电网终端、AGV移动机器人、非标定制化装备、智能工厂整体解决方案等产品以及涵盖产品全生命周期的服务体系。
（2）主要产品
科大智能作为国家电网的重要供应商，积极布局智能电气产业发展。核心业务产品覆盖电力系统各个环节，具备智能配电、智能变电、智能用电、新能源汽车充换电等领域的整体解决方案能力、核心设备制造能力和工程服务能力。
（3）核心竞争力
作为全国领先的工业智能化整体解决方案供应商之一，科大智能始终坚持“工业+智能”的核心理念，致力于探索工业领域智能化技术的应用创新。通过将5G、物联网、AI等先进技术深度应用于智能工厂规划建设、物流机器人大规模集群控制、“5G+AI”物联网智能终端数据处理与分析、工业制造过程智能控制、制造工艺大数据优化等核心应用场景，为高端装备制造业、轨道交通、综合能源、基础工业、航空航天、消费品制造业等行业客户打造创新的智能化产品及解决方案，助力传统生产模式，推动行业转型升级。
（4）业绩情况
由于新冠肺炎疫情原因，科大智能2020年上半年营业收入不理想，仅为9.44亿元。其中智能电气营收产品为4.79亿元。同比增长-18.69%；智能装备及应用产品营收为4.04亿元，同比增长-28.20%；智能机器人产品营收为4669.03万元，同比增长-66.87%。