隨著電力系統規模的發展,對電力線路的安全運行和供電可靠性的要求越來越高。為了保障電力系統的正常運轉,電力巡檢已經成為電力從業人員重要的日常工作之一。
人工電力巡檢勞動強度大、工作效率低、檢測質量分散、手段單一,且存在一定的漏檢風險;而電力巡檢機器人能夠快速采集、實時信息傳輸、智能分析預警,加強了電力設備管理能力,確保電網安全穩定運行,因此隨著機器人被引入電力巡檢領域,已取代人工完成大部分自動化巡檢工作,電力巡檢機器人市場需求較高。
電力巡檢機器人的市場如何?
我國電站數量規模龐大,智能電力巡檢設備發展空間廣闊。據相關統計,目前我國變電站數量超2萬座,全國297個地級市大概有配電站30萬座。而電力設備智能運維可以節約故障維修費用、提高設備使用壽命。
而國家電網集采需求首次出現自2013年開始,當時國網計劃讓巡檢機器人發揮日益重要的作用。在計劃中,能實現電力巡檢機器人通過采集電力設備的運行狀態數據,并將數據實時傳輸到數據平臺,以此監測診斷電力系統的運行情況,并通過基礎數據定位,實現早期功能預警,從而實現設備智能運維,為此國網和南網一直在進行布局。
根據新思界產業研究中心發布的《2020-2025年中國電力巡檢機器人行業應用市場需求及開拓機會研究報告》也顯示,早期電力巡檢機器人生產以及應用主要集中在日本、美國等發達國家,但隨著我國經濟快速發展,目前對于工業機器人研究不斷深入,電力巡檢機器逐漸被引入我國市場,國網和南網作為最大的技術承接方一直在發力。
雖然電力巡檢機器人的需求主要來自國家電網及地方電網,但隨著我國城鎮化建設加快,智能電網建設快速推進,地區間的發展需求也進而促使電力巡檢機器人需求持續增長,2019年市場規模已經達到12億元。未來智能電網建設改造還將繼續提速,預計到2023年電力巡檢機器人市場規模將突破50億元。同時,根據國網和南方電網規劃,變電站智能化改造率將達100%,若按每年10%的進度,未來五年室外機器人年需求量在2000-3000臺。
在政策方面,“中國制造2025“戰略加速了特高壓和各級電網快速發展,使得電力機器人可以依托下游產業的高科技、智能化技術,不斷的完善,逐漸向高端化發展。2019年,國標委下發《關于推廣國家技術標準創新基地(智能電網)建設經驗做法》,提出要建立先進技術標準應用機制,推動關鍵核心技術標準加快實施,以先進標準引領帶動相關產業升級。新基建等政策提出后更是直接將電網建設放在了重要地位。在政策帶動下,我國電網智能化速度加快,電力巡檢機器人市場普及度得到提升,未來電力巡檢機器人行業發展潛力巨大。
國網戰略也表明2024年將全面建成泛在電力物聯網,實現業務協同、數據貫通和統一物聯管理。隨著電力物聯網的建成,將實現人機交互、人工智能等智慧服務系統,更為有利于電力巡檢機器人的市場普及。但電力巡檢機器人由于技術難度大、生產成本高,目前需求主要來源于江蘇、浙江、上海、湖北、天津等經濟發達地區。
但在實際應用中表明,電力巡檢機器人具備經濟性,長期市場值得看好。以500KV變電站為例,人工巡檢模式下需要四個工人耗費一個禮拜的工時才能將所有表計進行一次全面檢查;而一臺室外巡檢機器人則耗費更短時間就可以達成同樣的巡檢結果。目前,一臺室外巡檢機器人的市場價格約60—70萬元,按五年期保守折舊以及5%的年維修費用計算,年均支出約16萬元。參考2019年全國城鎮居民人均可支配收入4.2萬元/人,對大多數地區而言四個巡檢工人的人工成本高于16萬元/年,巡檢機器人相比于人工具備很強的經濟性。
無疑,電力巡檢機器人也具備更強安全性,機器換人必然成為趨勢。根據南方電網2018年年度報告,該公司自2016年開始全面推行“機巡+人巡”運維模式,“十三五”部署全面推行“機巡+人巡”運維模式,指出要推廣智能作業、無人機、機器人等先進技術,加快推進設備在線監測、帶電檢測,開展機器代替人、“互聯網+”大數據的研究應用,通過在145座變電站配置機器人巡檢等手段,全網電力安全性事件同比下降38%。
而在具體領域,在電力巡檢中,室外變電站與室內配電設備是監測重點。在變電站等室外場景,針對不同高度和位置的表計讀數、開關位置、設備溫度等狀態均需進行定期檢查,而變電站、地下管廊都具有巡檢路程長、隧道封閉性強、通訊不便、有害氣體存在、環境惡劣等問題,對巡檢人員的人身安全會存在一定的威脅。在配電站設備日常人工巡檢過程中,關于表計讀數、開關位置、設備溫度、柜體局部放電等狀態檢測的工作繁重枯燥,這些領域的機器換人需求愈發明顯。
但目前,電力巡檢機器人主要運用在室內配電站、室外變電站、地下電力管廊等場景,而高空電力架、輸電線路、塔架監測主要由無人機監測,在此基礎上,形成了一個完整的電力系統實時運維監控閉環仍然有非常多的不足,因此電力巡檢機器人的市場依然非常廣闊。
目前有哪些企業已入局?
國網智能無疑排在首位,國網智能前身為山東魯能智能技術有限公司,成立于2000年,是由國網山東省電力公司和全球能源互聯網研究院共同持股的高新技術企業,主要業務包括電力機器人、無人機、新能源、物聯網等領域高端智能裝備。自2005年第一臺變電站智能巡檢機器人在濟南投運以來,國網智能2017年就已經在全國765所變電站推廣應用了近500臺,市場占有率保持在全國第一,占據國內市場半壁江山,截止2019年,國網智能的巡檢機器人累計推廣近千臺,遍布全國31個省市自治區,覆蓋110千伏——1000千伏電壓等級。
而成立于2002年的科大智能也早有布局,作為智能化電力設備及解決方案供應商,是國內較早將機器人與環境、視頻、安防、消防、電氣設備狀態監測融合的企業之一。2011年在深交所創業板正式上市后,其自主研發的智能巡檢機器人系列更是逐漸應用到各種電力站房、機房、管廊,執行自動巡檢任務,同時目前該系列智能巡檢機器人可應用于電力、軌交、城際鐵路等多個領域。
成立于2011年的國自機器人也是巡檢機器人的主要廠商,其核心優勢在于多傳感器與定位技術,目前,國自機器人產品主要應用于電力、汽車、橡膠輪胎、物流、煤炭、鐵路等行業。在電力巡檢領域,國自機器人已服務于包含國家電網、南方電網、蒙西電網在內31個省份,建立超過1000余座變電站,應用等級實現66kV的基礎變電站到1000kV的特高壓變電站應用全覆蓋。
億嘉和更是近年來增長勢頭火熱的電力巡檢企業,其前身是成立于1999年的古得通訊,2014年,才通過引入機器人研發團隊,并以中標的徐州供電公司的變電站巡檢機器人研發項目為起點,開始涉足變電站巡檢機器人領域。2014年-2019年6年時間,億嘉和陸續開發出配電網帶電作業機器人、變電站室外巡檢機器人、配電站室內巡檢機器人、地下電纜隧道巡檢機器人等多款電力行業專用服務機器人。2018年,億嘉和于上海證券交易所上市,成為電力巡檢機器人領域第一家登陸主板的企業。同時,億嘉和與國家電網旗下的電網自動化龍頭企業國電南瑞以及國網天津電力合資成立國網瑞嘉,專注于配電網帶電作業機器人的開發與生產。
除了以上企業之外,還有優艾智合、朗馳欣創、申昊科技、安森智能、國電南瑞、大立科技等優秀企業也已走在電力巡檢機器人賽道前列。
目前,推廣機器人和無人機在電力巡檢作業中的應用,已經成為國家發展的重點任務之一,政府不僅發布多項紅利政策助推兩者的技術研發和產業發展,同時也在積極建設培訓體系,設立相關職業,推動專業人才的快速培養和積累。換句話說,機器人和無人機的應用已經成為了國內電力行業發展的重要方向和趨勢。
“電網2.0”催生智能化巡檢新模式
隨著智能電網(又稱“電網2.0”)概念的提出,世界各國爭相通過先進的傳感器和測量技術、設備技術、控制方法和決策支持系統開發電力系統的智能化設備,確保電網的智能化、信息化、經濟環保化的運行。
近年來,機器人被引入電力巡檢領域,以取代人工完成大部分自動化巡檢工作。采用電力巡檢機器人技術進行電網巡檢,既具有人工巡檢的靈活性和智能性,同時也克服和彌補了人工巡檢中存在的一些缺陷和不足,是智能電網和無人值守變電站巡檢技術的發展方向,具有廣闊的應用前景。
根據資料顯示,目前市場上有20萬臺防爆機器人的需求,合算人民幣5000億元市場規模。而目前我國氣田有280座集氣站已經實現了無人值守,油田400多座站點正在進行無人值守站建設。無人值守站點在無人巡檢期間,由防爆巡檢機器人代替人工巡檢, 按照當前的發展趨勢,防爆巡檢機器人必將隨著國家戰略方向和行業潮流趨勢進入更廣闊的領域和市場。
雖說巡檢機器人市場前景廣闊,但總的來其應用占比事實上卻處于起步階段。巡檢目前應用比較成熟的還是電力領域,電力以外,巡檢機器人其他細分市場還處于比較慢速的爬坡階段,僅有小批量應用,并沒有大規模市場應用。
制約著巡檢機器人市場發展的原因也諸多:首先是產品技術上很多還處于“理論機器人”,大部分機器人屬于“硬件組裝”,現有技術很難跟上市場需求,其次市場也有市場門檻過高、成本居高不下阻礙機器換人,當然還有行業缺乏標準體系等問題。因此要真正看到巡檢機器人的爆發,還需沉淀技術,突破壁壘,耐心靜候。
智能電力巡檢機器人市場前景廣闊
隨著智能電網建設的全面鋪開,各類人工智能設備的需求潛力不斷增長,智能電力巡檢機器人也由此迎來了發展提速期。據新思界產業研究中心發布的報告顯示,2019年我國電力巡檢機器人市場規模達到12億元。未來在特高壓及智能電網建設的推動下,預計到2023年電力巡檢機器人市場規模將突破50億元。
業內分析人士表示,電力巡檢機器人代替人工,既能夠提高電網安全,還能夠節省人力資源,因此目前深受電網行業青睞,隨著相關政策推動電網智能化,未來智能電力巡檢機器人市場滲透率將不斷提升,行業發展潛力巨大。
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