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机器人企业抢占电力巡检赛道,后来者能否先行?

随着电力系统规模的发展,对电力线路的安全运行和供电可靠性的要求越来越高。为了保障电力系统的正常运转,电力巡检已经成为电力从业人员重要的日常工作之一。按照常规传统的人工巡检方式,运维人员都需要按照规划的巡视路线图按照顺序完成各项设备的巡视工作,此项工作耗费大量的人力与时间。

在这样的情况下,机器人应用带来的全新巡检方式,为电力部门与巡检人员带来了曙光。

海量需求下,电力巡检机器人生逢其时

目前,推广机器人和无人机在电力巡检作业中的应用,已经成为国家发展的重点任务之一,政府不仅发布多项红利政策助推两者的技术研发和产业发展,同时也在积极建设培训体系,设立相关职业,推动专业人才的快速培养和积累。换句话说,机器人和无人机的应用已经成为了国内电力行业发展的重要方向和趋势。

在电力巡检中,室外变电站与室内配电设备是监测重点。在变电站等室外场景,针对不同高度和位置的表计读数、开关位置、设备温度等状态均需进行定期检查,而变电站、地下管廊都具有巡检路程长、隧道封闭性强、通讯不便、有害气体存在、环境恶劣等问题,对巡检人员的人身安全会存在一定的威胁。在配电站设备日常人工巡检过程中,关于表计读数、开关位置、设备温度、柜体局部放电等状态检测的工作繁重枯燥。

基于此,传统人工巡检向机器自动巡检已成必然趋势。传统电力巡检,采用人工方式,不仅巡检效率低、巡检人力成本高,还存在漏检情况;台风、地震、暴雨等极端天气,通常会给电网基础设施带来极大威胁,人工巡检会出于生命安全考虑而无法进行。与之相反,巡检机器人的环境适应性远远高于人工巡检,极端天气下机器人巡检工作也可以正常展开。

此外,我国电站数量规模庞大,智能电力巡检设备发展空间广阔。据相关统计,目前我国变电站数量超2万座,全国297个地级市大概有配电站30万座。而电力设备智能运维可以节约故障维修费用、提高设备使用寿命,国网和南网计划加强设备智能运维。

国网规划于2018-2020年全面推广机器人运维应用。国网“十二五"智能化规划已改进变电站运行管理方式,从传统有人值班逐步向集中监控、无人值班方式转变。南网自2016年开始全面推行“机巡+人巡”运维模式,“十三五”部署全面推行“机巡+人巡”运维模式,指出要推广智能作业、无人机、机器人等先进技术,加快推进设备在线监测、带电检测,开展机器代替人、“互联网+”大数据的研究应用。

在人工智能等技术发展加快的今天,电力巡检向自动化、智能化方式转变已成必然趋势,电力巡检机器人生逢其时。

电力巡检机器人具备哪些优势?

1、电力巡检机器人具备经济性。以500KV变电站为例,人工巡检模式下需要四个工人耗费一个礼拜的工时才能将所有表计进行一次全面检查;而一台室外巡检机器人则耗费更短时间就可以达成同样的巡检结果。目前,一台室外巡检机器人的市场价格约60—70万元,按五年期保守折旧以及5%的年维修费用计算,年均支出约16万元。参考2019年全国城镇居民人均可支配收入4.2万元/人,对大多数地区而言四个巡检工人的人工成本高于16万元/年,巡检机器人相比于人工具备很强的经济性。

2、电力巡检机器人具备安全性。根据南方电网2018年年度报告,该公司通过在145座变电站配置机器人巡检等手段,全网电力安全性事件同比下降38%。

空陆结合,电力巡检机器人大显身手

自2013年,国家电网集采需求首次出现,巡检机器人就发挥着日益重要的作用。电力巡检机器人通过采集电力设备的运行状态数据,并将数据实时传输到数据平台,以此监测诊断电力系统的运行情况,并通过基础数据定位,实现早期功能预警,从而实现设备智能运维。

目前,电力巡检机器人主要运用在室内配电站、室外变电站、地下电力管廊等场景,而高空电力架、输电线路、塔架监测主要由无人机监测。在此基础上,形成了一个完整的电力系统实时运维监控闭环。

通常情况下,在电力变电站、铁路牵引变电所、降压站等室外场景,一般是轮式巡检机器人“大显身手”的好机会。

搭载无轨导航、图像智能识别与分析、多传感器等技术,巡检机器人可代替人工完成特定环境的设备检测工作,有效降低巡检成本和劳动强度,提高巡检效率和质量。利用电力物联网平台,实现设备状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活。

根据国网和南方电网规划,变电站智能化改造率将达100%,若按每年10%的进度,未来五年室外机器人年需求量在2000-3000台。

另外,室内巡检机器人一般应用在在配电机房、室内变电站等场景。巡检机器人主要实施数据采集和传输,替代人工对室内柜体等设备进行状态检测,接收数据后,平台对巡检数据进行对比和分析,发现设备隐患和故障征兆,保障设备稳定运行,有效提升巡检工作质量。

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%,预计未来五年国内室内机器人年需求量超过10000台。

此外,不同于陆地上的检测,隧道管线的监测相对复杂,通常采用挂轨式巡检机器人巡检。结合轨道悬挂、云台升降、多传感器检测等方式,可在隧道或室内环境完成24小时监控和巡检任务,将巡检数据结构化存储,通过数据分析进行预测性防护,保障设备的安全可靠运行。

在高空电力架、输电线路、塔架监测等场景,则需要无人机配合监测。援引北极星输配电网报道,今年7月,武汉供电公司将无人机应用至线路运维全领域,通过采用高精度差分GPS定位技术,实现无人机巡视航线自动计算规划、自动飞行巡检、自主排除隐患,输电线路交叉跨越测量精度达到厘米级。累计完成通道巡视2700余公里,精益化杆塔巡视6000余基,巡检效率较传统方式提高60%。相比陆地巡检机器人,电力巡检无人机尚处在发育的青春期。

哪些企业已入局?

国网智能

国网智能前身为山东鲁能智能技术网上赌博怎么开户,成立于2000年,是由国网山东省电力公司和全球能源互联网研究院共同持股的高新技术企业,主要业务包括电力机器人、无人机、新能源、物联网等领域高端智能装备的研发、设计、制造、销售、租赁、服务等范畴。

国网智能的巡检机器人累计推广近千台,遍布全国31个省市自治区,覆盖110千伏——1000千伏电压等级。

科大智能

科大智能成立于2002年,2011年在深交所创业板正式上市。科大智能作为智能化电力设备及解决方案供应商,是国内较早将机器人与环境、视频、安防、消防、电气设备状态监测融合的企业之一。自主研发的智能巡检机器人系列已广泛应用于各种电力站房、机房、管廊,执行自动巡检任务。

目前该系列智能巡检机器人可应用于电力、轨交、城际铁路等多个领域,大大延伸了智能巡检机器人应用范围,为这些领域解决了专业运检人员配置率偏低、运检管控力度不足、巡检设备多、巡检范围广、不能满足状态实施可知可控等诸多难题,构建起高效的运检指挥协调机制,进一步提升精益化管理水平。

国自机器人

国自机器人成立于2011年,专注于移动机器人的开发和推广,已掌握智能移动机器人基于多传感器融合的环境学习与精确定位技术、动态路径规划与精确轨迹跟踪技术、移动机器人多轴协同高效平稳控制技术、基于深度学习与智能云的数据挖掘技术、多智能体分布式协作技术、特种环境防护技术与本质安全技术等一系列移动机器人技术

目前,国自机器人已构建了以智能巡检、智能物流、智能制造和智能服务为主的产品体系,产品广泛应用于电力、汽车、橡胶轮胎、物流、煤炭、铁路等行业。

其中,在电力巡检领域,国自机器人已服务于包含国家电网、南方电网、蒙西电网在内31个省份,1000余座变电站,应用等级实现66kV的基础变电站到1000kV的特高压变电站应用全覆盖。

亿嘉和

亿嘉和前身古得通讯由公司董事长朱付云创立于1999年,早期主要从事电子网络设备如交换机等的贸易业务。2014年,公司通过引入机器人研发团队,并以中标的徐州供电公司的变电站巡检机器人研发项目为起点,开始涉足变电站巡检机器人领域。2018年,公司于上海证券交易所上市,成为电力巡检机器人领域第一家登陆主板的企业。

2014年-2019年6年时间,公司陆续开发出变电站室外巡检机器人、配电站室内巡检机器人、地下电缆隧道巡检机器人等多款电力行业专用服务机器人。同时,公司基于巡检机器人业务不断拓宽新产品类型,目前已经推出物流机器人、消防机器人等面向其他领域的产品。

2016年,公司开始研发配电网带电作业机器人,并于2019年正式推出产品,进入试点应用阶段。同时,公司与国家电网旗下的电网自动化龙头企业国电南瑞以及率先推行配电网作业机器人实践应用的国网天津电力合资成立国网瑞嘉,专注于配电网带电作业机器人的开发与生产。

除了以上企业之外,还有优艾智合、朗驰欣创、申昊科技、国电南瑞、大立科技等优秀企业也已走在电力巡检机器人赛道前列。

前景可期,后来者能否先行?

尽管目前看来,电力巡检机器人仍是一片蓝海,未来发展空间广阔,但灿烂千阳背后,也暗含隐忧。在巨头占据市场第一宝座,后来者能否先行一步?

事实上,因为关乎国计民生,电力行业市场主要受国家主导,因此市场准入门槛也较高。目前,在国网和南网的巡检机器人采购中,一般采用公开招标和邀请招标的方式。为保证设备的高可靠安全性,招标中设立了严格的准入门槛。在设备入网前,除国家或第三方权威机构的检测认证,还需要一定时间的挂网试运行以检验合格。

此外,电力巡检因涉及电力知识、自动控制、智能检测、网络通信、数据处理、AI图像识别等多学科知识技术,缺乏行业经验和技术积淀的企业是不太可能进入该领域的。并且,当前阶段跨学科人才培养仍未配套,合格人才的教育也亟需加强。

综合看来,受制于既有的技术、产品质量、人才、行业资质等方面的壁垒,目前电力智能机器人市场总体集中度较高,竞争仍主要集中在国内少量企业之间。主研电力巡检机器人的企业,国网智能占据了市场份额的50%以上。紧随其后的国自机器人、朗驰欣创、普华灵动、万达科技、亿嘉和、申昊科技等也分去了市场较大份额。在现有商家占据了先发优势后,未来机器人企业想要从市场中分一杯羹,仍然需要克服较大阻力。

据有关数据统计,全国电网巡检机器人市场目前规模约20亿元/年,预计5年后电网巡检市场规模有望突破40亿元/年,目前还在持续增长中,前景可期!

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