近期，我國江蘇、湖南、浙江、廣東、云南等10余省份在“能耗雙控”的目標下相繼采取了限電的措施?！跋揠姟睆钠髽I(yè)側傳導至居民側，引起社會各界廣泛關注。隨著中國生態(tài)環(huán)境部9月印發(fā)《2021-2022年秋冬季大氣污染治理行動計劃》草案，今年秋冬“重點雙控”或將持續(xù)很長一段時間，這不禁讓許多人再次把目光對準了電力行業(yè)。

▍需求推動行業(yè)變革

在中國電網(wǎng)高速發(fā)展的市場需求下，這種發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產(chǎn)與消費系統(tǒng)，讓電力工業(yè)成為國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的能源產(chǎn)業(yè)，也是關系國計民生的基礎產(chǎn)業(yè)。其中，配電網(wǎng)穩(wěn)定運行無疑是電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定狀態(tài)的前提和基礎。

這種背景下，伴隨電力產(chǎn)業(yè)而生，用于幫助和替代人類，維護電網(wǎng)穩(wěn)定的電力機器人，就不僅僅是一項具有市場價值的產(chǎn)品，也承載了順利完成電力供應保障的重要使命。

這也導致在過去很長一段時間，我國的電力機器人行業(yè)都是在穩(wěn)定性以及可靠性的前提下逐步開展，由在電力系統(tǒng)處于行業(yè)關鍵地位的國網(wǎng)/南網(wǎng)及相關國企，從上而下提出需求、劃定范圍并落實執(zhí)行。

但另一個不爭的事實是，幾十年以來，中國已經(jīng)建立了全球最大的電網(wǎng)系統(tǒng)，區(qū)域性或者省份性的市場需求量已經(jīng)非常龐大，緩慢的研發(fā)和發(fā)展跟不上快速的市場需求。

足夠廣泛的市場，吸引了相關企業(yè)攻堅克難不斷進入，目前就已經(jīng)支撐起了魯能智能、億嘉和、郎馳欣創(chuàng)、國自機器人、大立科技、申昊科技等多家地方企業(yè)。而他們?yōu)榱?/span>謀求更大市場而進行的科技創(chuàng)新步伐，也不斷倒逼著國網(wǎng)/南網(wǎng)及其直屬企業(yè)在電力機器人上不斷投入研發(fā)創(chuàng)新，共同推動了該行業(yè)發(fā)展。

▍電力機器人種類繁多

但電網(wǎng)的建設維護是一項復雜工程，研發(fā)創(chuàng)新的步伐不會太快。

我國電力運轉流程中，大多是由火電廠消耗原煤，讓汽輪機轉動帶動著發(fā)電機產(chǎn)生電能，電能產(chǎn)生后，通過電纜傳輸?shù)缴龎鹤冸娬?，由變電站對電壓進行轉換，使其能輸送到高壓電網(wǎng)，經(jīng)電網(wǎng)輸送至各個分級變電站，然后轉換成220V的電壓輸送。

電力機器人大體上來說，就是將原先需要人在電纜、線路、儀表、裝置等場景負責檢修、維護的工作流程，逐步以機器人取代。

在這些故障、周期、狀態(tài)巡檢的流程中，主要分為室外、室內和隧道三種場景。

在變電領域應用，包括變電站室外設備巡檢 、變電站室外設備維護、變電站室內設備巡檢、變電站室內設備作業(yè)、變電站設備內部檢測維護等。在輸電領域應用，主要是架空輸電線路無人機巡檢系統(tǒng)、架空輸電線路帶電維護機器人、電纜隧道巡檢機器人。在配電領域應用，則主要是架空配電線路帶電作業(yè)、架空配電線路帶電巡檢。

我國重點發(fā)展并取得進展的產(chǎn)品種類，目前圍繞這些領域，主要有了包括架空輸電線路機器人、變電站巡檢機器人、變電站帶電水沖洗機器人、配電站巡檢機器人、配電帶電作業(yè)機器人、無人機等。

其中，變電站和配電站巡檢機器人是各家企業(yè)爭奪的重要領域。由于配電站和變電站是輸電網(wǎng)的關節(jié)樞紐，電站設備巡檢是有效保證電站安全運行、提高供電可靠性的一項基礎性工作，全國配電站數(shù)量30W+，變電站數(shù)量2W+，在當前相關人力減少的情況下，未來市場需求巨大，而且隨著近年來技術發(fā)展，切入難度相對較小，智能化巡檢的相關技術成熟度已經(jīng)越來越高。

一些細分領域的巡檢機器人也正在為企業(yè)創(chuàng)造更多的市場可能性。

例如隨著近年來調峰調頻公司電廠裝機容量的增加及運行年限增長，對電廠大壩、輸水管道、進出水口閘門等水工建筑物和水工設備進行檢測的機器人被逐漸重視。中國南方電網(wǎng)就曾研制出一個可由水面控制器操控，具備自主返航功能的水下機器人，用于靜水條件下檢測水電站大壩壩面、輸水管道、進出水口閘門等水工建筑物和水工設備運行狀況。

又例如針對架空輸電線路巡檢系統(tǒng)，無人機種類正發(fā)揮著越來越廣泛的作用。無人機能對于設備外觀、設備溫度、設備缺失都能起到快速且有效的檢測，在進行例如基建線路選址、輸電線路走廊普查、災后應急評估等需求下，續(xù)航時間長、速度快、巡檢范圍大的無人機所能起到更好效果。

▍電力機器人通用性技術

電力巡檢機器人涉及到的技術領域大致分兩塊，一塊是機器人本體技術，另一塊是巡檢技術。兩部分技術交叉融合，共同構成能應用在各場景的機器人。

目前機器人本體技術關鍵部分往往是下機位的移動底盤，一般以軌道式、輪式和履帶式三種類型為主。因為需要在不同環(huán)境具備更強的越障和防滑能力，北方也有部分采取混合式。除此之外，本體還涉及到機器人的控制、導航、避障等技術領域，以便實現(xiàn)機器人自動巡檢、自動?？可踔磷灾饕?guī)劃，同時能在一些特殊的環(huán)境中保持抗干擾能力。在室外運行的機器人往往還需要考慮到移動壽命和續(xù)航性的問題，儲能、自主充電技術和通信技術近年來發(fā)展也很快。

而巡檢技術則主要是巡檢機器人上機位搭載的多種檢測模塊，主要用于數(shù)據(jù)采集與記錄功能。例如可見光攝像設備、紅外熱像儀、聲音采集器，以及原先需要人力進行的紅外熱成像技術。通過利用這些多元信息融合技術，能對變電站一次設備運行狀況作出評估，能判斷電力設備的運行狀態(tài)，同時又能包括數(shù)據(jù)查詢及分析功能，如果可以更進一步通過無線通信實現(xiàn)機器人巡檢的圖像、音頻、指令的傳輸，這種在線巡檢技術具有較強的及時性。

本體技術往往也能加入可升降可操作的機械臂，從而完成安全距離不足的帶電體附近異物清除及摘取工作、配電帶電作業(yè)等工作。而巡檢技術則正通過搭載各類配件，提升功能性需求，擴大巡檢的覆蓋面。例如通過加入更高清的攝像頭，方便對壓力、油位、避雷器泄漏電流等進行特殊地點、特殊角度的無接觸讀取。

電力機器人的通用性技術帶來的改變已經(jīng)出現(xiàn)。

以變電站的巡檢機器人為例，在原先，傳統(tǒng)的室外巡檢需要人每天巡檢2次以上，巡檢主要通過設備判斷運行狀況，及時了解電站設備是否出現(xiàn)漏油、裂痕、異常聲響等，人工巡檢受到天氣等惡劣環(huán)境影響很大，并且缺乏實時的故障分析和系統(tǒng)分析的能力。電力巡檢機器人代替人工實現(xiàn)電站設備狀態(tài)的自動檢測與預警分析，已經(jīng)克服了傳統(tǒng)的人工巡視電力線路及設備存在的勞動強度大、檢測質量分散、主觀因素多、巡檢結果無法數(shù)字化等缺陷，正解決著更多人工巡檢存在的缺點或隱患問題。

▍技術尚待突破

目前，在一些穩(wěn)定環(huán)境場景，電力機器人已經(jīng)能夠勝任，但在一些復雜地形和野外，例如在高原、寒冷等地理條件或惡劣天氣條件下，或者大風、大霧、冰雪、雷雨時，機器人依然無法進行很好的工作，相關技術還需要持續(xù)研發(fā)投入。

隨著智能電網(wǎng)的建設，電力設備向高功率、高可靠性、高智能化方向發(fā)展，這對變電站的智能化提出了更高的要求，變電站智能巡檢機器人的移動設備平臺靈活化還遠遠不夠。例如針對變電站雪地坡地等復雜的環(huán)境，機器人的驅動和越障能力還有待提升。另一方面，機器人目前雖然已經(jīng)能夠實現(xiàn)實時檢測，但檢測到搶險的時間仍然較長，機器人還缺乏搶險維護的簡單設備故障自動處理能力。

除此之外，非常多企業(yè)進入競爭的巡檢場景也仍然需要優(yōu)化提升。巡檢設備全面化目前變電站智能巡檢機器人主要是針對一次設備開展自動巡檢，對于二次設備如高壓開關柜還不能進行自動巡檢，因此，需要針對二次設備巡檢進行深入研究，以增強機器人巡檢的全面性以及提升操作的可能性。

在自主化技術上，目前帶電作業(yè)機器人基本上采用了遙控作業(yè)方式，后續(xù)可考慮基于人工智能、多傳感器融合、機器學習等新技術，在保證作業(yè)安全前提下，研制半自主或完全自主地開展帶電作業(yè)的配電帶電作業(yè)機器人存在一定必要性。同時，智能化、模塊化的作業(yè)工具也是未來帶電作業(yè)機器人的發(fā)展趨勢，即插即用，一機多用能夠實現(xiàn)更好的成本公攤。

機器人在電力行業(yè)應用應主動適應電力系統(tǒng)智能化發(fā)展趨勢，將人工智能技術與機器人深度融合，提升機器人設備狀態(tài)感知、主動預測預警、輔助診斷決策、安全作業(yè)等能力，進一步發(fā)揮機器人在安全性、經(jīng)濟性與高效性方面的優(yōu)勢，為電力行業(yè)各領域提供更好的支撐。

▍更遠的未來

AI和大數(shù)據(jù)一定是機器人行業(yè)未來發(fā)展必不可少的趨勢，標準和互聯(lián)是行業(yè)成熟的象征。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是國家電網(wǎng)提出的一個未來發(fā)展方向。其核心理念是將電力用戶及其設備，電網(wǎng)企業(yè)及其設備，發(fā)電企業(yè)及其設備，供應商及其設備，以及人和物連接起來，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，為用戶、電網(wǎng)、發(fā)電、供應商和政府社會服務。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中所有用于計算分析設備狀態(tài)的數(shù)據(jù)均由智能感知裝置采集上傳，例如巡檢機器人網(wǎng)絡化每臺變電站巡檢機器人通過互聯(lián)網(wǎng)相互聯(lián)系，實時共享巡檢設備的狀態(tài)信息，要是確定能夠實現(xiàn)，這對于確保電力物聯(lián)網(wǎng)正常運行的重要意義不言而喻。

除此之外，統(tǒng)一技術條件，制定工作標準也是近年來國家電網(wǎng)公司積極探索電力機器人的一個新動作。目前已經(jīng)統(tǒng)一了變電站巡檢機器人軟硬件技術條件，規(guī)范了變電站智能巡檢機器人的驗收、巡視、維護、檢測等工作標準和要求。同時國家電網(wǎng)也在建立測試場地，嚴格產(chǎn)品準入把關，提升試驗檢測能力，成為一個標準的制定者和檢驗者。