新聞資訊

NEWS INFORMATION

行業(yè)資訊
群雄逐鹿的電力機器人市場(chǎng),未來(lái)會(huì )走向哪里?
發(fā)布時(shí)間:2021-10-12 11:15:07 | 瀏覽次數:

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(huì )各界廣泛關(guān)注。隨著(zhù)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(dòng)計劃》草案,今年秋冬“重點(diǎn)雙控”或將持續很長(cháng)一段時(shí)間,這不禁讓許多人再次把目光對準了電力行業(yè)。

圖片.png

▍需求推動(dòng)行業(yè)變革

 

在中國電網(wǎng)高速發(fā)展的市場(chǎng)需求下,這種發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節組成的電力生產(chǎn)與消費系統,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(guān)系國計民生的基礎產(chǎn)業(yè)。其中,配電網(wǎng)穩定運行無(wú)疑是電力系統保持穩定狀態(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(lèi),維護電網(wǎng)穩定的電力機器人,就不僅僅是一項具有市場(chǎng)價(jià)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(guò)去很長(cháng)一段時(shí)間,我國的電力機器人行業(yè)都是在穩定性以及可靠性的前提下逐步開(kāi)展,由在電力系統處于行業(yè)關(guān)鍵地位的國網(wǎng)/南網(wǎng)及相關(guān)國企,從上而下提出需求、劃定范圍并落實(shí)執行。

圖片.png

但另一個(gè)不爭的事實(shí)是,幾十年以來(lái),中國已經(jīng)建立了全球最大的電網(wǎng)系統,區域性或者省份性的市場(chǎng)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(chǎng)需求。

 

足夠廣泛的市場(chǎng),吸引了相關(guān)企業(yè)攻堅克難不斷進(jìn)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(chǎng)而進(jìn)行的科技創(chuàng )新步伐,也不斷倒逼著(zhù)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(dòng)了該行業(yè)發(fā)展。

 

▍電力機器人種類(lèi)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(huì )太快。

 

我國電力運轉流程中,大多是由火電廠(chǎng)消耗原煤,讓汽輪機轉動(dòng)帶動(dòng)著(zhù)發(fā)電機產(chǎn)生電能,電能產(chǎn)生后,通過(guò)電纜傳輸到升壓變電站,由變電站對電壓進(jìn)行轉換,使其能輸送到高壓電網(wǎng),經(jīng)電網(wǎng)輸送至各個(gè)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(lái)說(shuō),就是將原先需要人在電纜、線(xiàn)路、儀表、裝置等場(chǎng)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(chǎng)景。

 

在變電領(lǐng)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(lǐng)域應用,主要是架空輸電線(xiàn)路無(wú)人機巡檢系統、架空輸電線(xiàn)路帶電維護機器人、電纜隧道巡檢機器人。在配電領(lǐng)域應用,則主要是架空配電線(xiàn)路帶電作業(yè)、架空配電線(xiàn)路帶電巡檢。

 

我國重點(diǎn)發(fā)展并取得進(jìn)展的產(chǎn)品種類(lèi),目前圍繞這些領(lǐng)域,主要有了包括架空輸電線(xiàn)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(wú)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(lǐng)域。由于配電站和變電站是輸電網(wǎng)的關(guān)節樞紐,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,全國配電站數量30W+,變電站數量2W+,在當前相關(guān)人力減少的情況下,未來(lái)市場(chǎng)需求巨大,而且隨著(zhù)近年來(lái)技術(shù)發(fā)展,切入難度相對較小,智能化巡檢的相關(guān)技術(shù)成熟度已經(jīng)越來(lái)越高。

 

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

 

例如隨著(zhù)近年來(lái)調峰調頻公司電廠(chǎng)裝機容量的增加及運行年限增長(cháng),對電廠(chǎng)大壩、輸水管道、進(jìn)出水口閘門(mén)等水工建筑物和水工設備進(jìn)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(gè)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(jìn)出水口閘門(mén)等水工建筑物和水工設備運行狀況。


圖片.png


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


圖片.png


▍電力機器人通用性技術(shù)

 

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

 

目前機器人本體技術(shù)關(guān)鍵部分往往是下機位的移動(dòng)底盤(pán),一般以軌道式、輪式和履帶式三種類(lèi)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(shù)領(lǐng)域,以便實(shí)現機器人自動(dòng)巡檢、自動(dòng)??可踔磷灾饕巹?,同時(shí)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(dòng)壽命和續航性的問(wèn)題,儲能、自主充電技術(shù)和通信技術(shù)近年來(lái)發(fā)展也很快。

 

而巡檢技術(shù)則主要是巡檢機器人上機位搭載的多種檢測模塊,主要用于數據采集與記錄功能。例如可見(jiàn)光攝像設備、紅外熱像儀、聲音采集器,以及原先需要人力進(jìn)行的紅外熱成像技術(shù)。通過(guò)利用這些多元信息融合技術(shù),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(shí)又能包括數據查詢(xún)及分析功能,如果可以更進(jìn)一步通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信實(shí)現機器人巡檢的圖像、音頻、指令的傳輸,這種在線(xiàn)巡檢技術(shù)具有較強的及時(shí)性。


圖片.png


本體技術(shù)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(shù)則正通過(guò)搭載各類(lèi)配件,提升功能性需求,擴大巡檢的覆蓋面。例如通過(guò)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(jìn)行特殊地點(diǎn)、特殊角度的無(wú)接觸讀取。

 

電力機器人的通用性技術(shù)帶來(lái)的改變已經(jīng)出現。

 

以變電站的巡檢機器人為例,在原先,傳統的室外巡檢需要人每天巡檢2次以上,巡檢主要通過(guò)設備判斷運行狀況,及時(shí)了解電站設備是否出現漏油、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(shí)時(shí)的故障分析和系統分析的能力。電力巡檢機器人代替人工實(shí)現電站設備狀態(tài)的自動(dòng)檢測與預警分析,已經(jīng)克服了傳統的人工巡視電力線(xiàn)路及設備存在的勞動(dòng)強度大、檢測質(zhì)量分散、主觀(guān)因素多、巡檢結果無(wú)法數字化等缺陷,正解決著(zhù)更多人工巡檢存在的缺點(diǎn)或隱患問(wèn)題。

 

▍技術(shù)尚待突破

 

目前,在一些穩定環(huán)境場(chǎng)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(fēng)、大霧、冰雪、雷雨時(shí),機器人依然無(wú)法進(jìn)行很好的工作,相關(guān)技術(shù)還需要持續研發(fā)投入。

 

隨著(zhù)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(dòng)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(dòng)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(shí)現實(shí)時(shí)檢測,但檢測到搶險的時(shí)間仍然較長(cháng),機器人還缺乏搶險維護的簡(jiǎn)單設備故障自動(dòng)處理能力。

 

除此之外,非常多企業(yè)進(jìn)入競爭的巡檢場(chǎng)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(kāi)展自動(dòng)巡檢,對于二次設備如高壓開(kāi)關(guān)柜還不能進(jìn)行自動(dòng)巡檢,因此,需要針對二次設備巡檢進(jìn)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。


圖片.png


在自主化技術(shù)上,目前帶電作業(yè)機器人基本上采用了遙控作業(yè)方式,后續可考慮基于人工智能、多傳感器融合、機器學(xué)習等新技術(shù),在保證作業(yè)安全前提下,研制半自主或完全自主地開(kāi)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(shí),智能化、模塊化的作業(yè)工具也是未來(lái)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(shí)現更好的成本公攤。

 

機器人在電力行業(yè)應用應主動(dòng)適應電力系統智能化發(fā)展趨勢,將人工智能技術(shù)與機器人深度融合,提升機器人設備狀態(tài)感知、主動(dòng)預測預警、輔助診斷決策、安全作業(yè)等能力,進(jìn)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(lǐng)域提供更好的支撐。

 

▍更遠的未來(lái)

 

AI和大數據一定是機器人行業(yè)未來(lái)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(gè)未來(lái)發(fā)展方向。其核心理念是將電力用戶(hù)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(lái),產(chǎn)生共享數據,為用戶(hù)、電網(wǎng)、發(fā)電、供應商和政府社會(huì )服務(wù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中所有用于計算分析設備狀態(tài)的數據均由智能感知裝置采集上傳,例如巡檢機器人網(wǎng)絡(luò )化每臺變電站巡檢機器人通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相互聯(lián)系,實(shí)時(shí)共享巡檢設備的狀態(tài)信息,要是確定能夠實(shí)現,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。


圖片.png


除此之外,統一技術(shù)條件,制定工作標準也是近年來(lái)國家電網(wǎng)公司積極探索電力機器人的一個(gè)新動(dòng)作。目前已經(jīng)統一了變電站巡檢機器人軟硬件技術(shù)條件,規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(shí)國家電網(wǎng)也在建立測試場(chǎng)地,嚴格產(chǎn)品準入把關(guān),提升試驗檢測能力,成為一個(gè)標準的制定者和檢驗者。











 
 上一篇:中國制造在碳中和戰略下的機會(huì )
 下一篇:認識新概念:數字孿生-從英偉達Omniverse平臺說(shuō)起
客服在線(xiàn)咨詢(xún)

028-65311091

24小時(shí)服務(wù)熱線(xiàn)

聯(lián)系客服
公司動(dòng)態(tài)
Copyright 2021© 成都恒銳智科數字技術(shù)有限公司