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智能巡检机器人在电力行业应用展望

August.31,2021 行业动态

2020年新冠疫情的出现,不仅打乱了人们的日常生活,也在影响着各行各业的发展进程,机器人行业则面临更大的机遇与挑战。根据机器人的应用环境,国际机器人联盟(IFR)将机器人分为工业机器人和服务机器人,现阶段,考虑到中国在应对自然灾害和公共安全事件中,对特种机器人有着相对突出的需求,中国电子学会将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人(专业机器人)三类。


近年来,特种机器人中的智能巡检机器人技术在中国开始日臻成熟,并被各传统行业、企业大范围应用,机器人和智能制造已被纳入国家科技创新优先重点领域。


其中,“十三五”规划更提出通过技术创新加强企业对职业病危害的防治,企业面对越发严格的职业病防治规范,要投入更多的成本以确保职工的安全。


“机器换人”完成高危工作,可以在企业发展中提高生产效率、降低生产成本、提升产品技术含量、扩大企业竞争实力。在中国成为全球最大的工业机器人市场大潮流中,电力、石化、煤矿等高危行业机器人的替代不可避免,而随着劳动力市场供给的减少,部分高危行业面临劳动力短缺的实际困难,也成为机器人快速“上岗”的又一推动因素。



目前,智能巡检机器人主要应用在电力、数据中心、城市综合治理等方面。智能电网建设和增强供电可靠性已升级为国家战略,电力产业作为国民经济的基础性、支柱性、战略性产业,其产业发展水平关系到人民生活和社会稳定,是国家经济发达程度的一个重要标志,因此,电力系统的智能巡检需求意愿更为强烈。


根据《国家电网智能化规划总报告(修订稿)》,2016-2020 年为智能电网建设第三阶段,电网规划总投资 1.4 万亿元,其中智能化规划投资 1,750 亿元,占比为 12.5%,若加上南方电网投资部分,未来智能电网投资存在较大空间。随着国家智能电网战略的推进,电力行业智能机器人市场规模将快速增长。


截止2020年,中国变电站数量已达3万座,传统巡检作业下,主要以人工方式为主,通过人的感官,即看、触、听、嗅等方法对设备进行简单判断与定性,可以看出,人工巡检方式仍存在着诸多不足。


传统人工巡检方式存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等问题,人工检测的数据也无法准确、及时地接入管理信息系统;同时,随着无人值守模式的推广,巡视工作量越来越大,巡检到位率、及时性无法保证;此外,在高原、缺氧、寒冷等地理条件或大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气条件下,人工巡检还存在较大的安全风险,无法及时进行巡检,缺乏有效的巡检手段。


可见,一旦在特殊环境或人为影响下为电力系统运转带来影响时,将会引起更多连锁反应,有可能会造成大面积停电、人身伤亡、主设备损坏、甚至造成全网崩溃的灾难性事故。


基于保证电力系统更加高效、安全、系统的完成工作,就需要引用智能巡检机器人代替人工在高压及超高压环境下自主定位、自主巡检和自动充电,对电力设备实施全天候、全方位、全自主智能巡检和监控,实现设备环境、外观、分合状态、压力、泄漏电流、噪声等巡视监测数据全覆盖和智能识别,同时利用先进的人工智能算法,对巡检数据进行对比和趋势分析,及时发现电网运行的事故隐患和故障先兆,从而有效降低运维人员劳动强度,满足国家电网改造中对电力系统提出的智能化、无人化要求,为智能变电站、配电站和无人值守站等提供创新性的技术检测手段和全方位的安全保障。


2013年,变电站智能巡检机器人首次进入国家电网招标目录,标志着变电站智能巡检机器人产品在国家层面形成了统一的技术标准和准入门槛。据分析,变电站巡检机器人市场潜在规模400~550亿元,配电站巡检机器人市场潜在规模在200~300亿元,在技术和政策双重利好的影响下,电力巡检无人机处于成长期到成熟期的过渡期,预计2023年市场规模在30-50亿元。


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达到90%,预计未来五年中国室内机器人年需求量超过10000台。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。以中国试点先锋江苏省为例,配电站室内巡检机器人渗透率仅约10%,室外巡检机器人渗透率仅仅3%左右,而江苏省“十三五”电力专项规划中,2020年,智能巡检机器人总数超过5000台,未来提升空间广阔。


由于中国及国外供需情况短期难以达到平衡,巡检机器人行业市场需求旺盛,“互联网+”应用在巡检机器人领域,为巡检机器人带来新的发展空间。在此基础上,传统企业和互联网平台竞争激烈,企业通过提高用户体验、提升效率等方式提高市场竞争率,为巡检机器人行业提供新的增长空间。


2020年11月,《国家十四五规划纲要》中提出要发展战略性新兴产业,推动互联网、大数据、人工智能等同各产业深度融合,推动先进制造业集群发展,构建一批各具特色、优势互补、结构合理的战略性产业增长引擎,培育新技术、新产品、新业态、新模式。促进平台经济、共享经济健康发展。与此同时,“新基建”被逐步重视起来,“新基建”所包含的5G、人工智能、大数据、物联网、工业互联网等多种智能技术,也在大力助推机器人行业转型。5G与巡检机器人的结合,可以改善过去巡检机器人在安全性、云化处理上、灵活性方面的短板,提升巡检机器人在工作时的效率。


目前,智能电网建设和增强供电可靠性已上升为国家战略。有报告显示,在特高压及智能电网建设的推动下,到2023年,预计中国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。


相信在5G与人工智能等手段的共同促进下,智能巡检机器人在机器人自主移动、控制与驱动、定位导航及传感器数据采集、图像处理、语音采集处理、专家系统分析与决策、大数据分析等方面将会有更多优化的空间,同时也期待借助更多资本的力量完成智能巡检机器人的更新换代,从而提升智能巡检机器人在智能电力产业中发挥更加巨大的作用,为人民安全生活保驾护航。(文章来源于沐盟集团)

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