变电站巡检机器人工作原理
变电站巡检机器人工作原理变电站巡检机器人主要服务于各变电站变电所主要集中于500kV以上大型变电站220kV以下也有使用不过比较少而且是几个附近的小变电站共用一台机器人由工作人员开车带着机器人进行转场。机器人主要用来巡检变电站设备，分为可见光巡视和红外巡视，可见光巡视主要巡视设备外观，设备分合状态，仪表读数；红外巡视主要用来测温，观测设备温度是否在正常范围并能分析不正常温升。工作原理:巡检机器人根据导航方式不同分为磁导航机器人和激光导航机器人，磁导航的需要提前布置磁轨道（即在机器人巡检路线上埋藏永磁体），机器人沿着磁轨道前进或者后退，在每个需要停下来检测的点或者进行转弯调速等动作点磁轨道旁边需额外埋藏电子标签RFID，电子标签里面有调试时候注入的信息，比方说检测、调速、转弯等，机器人扫到这些标签后进行相应的动作。机器人下面还有6个磁感应器，可以确保机器人是否沿着预定磁轨道移动，如果稍微偏离可以进行调整，如果因为故障意外等原因冲出了磁轨道机器人默认停机，需要电站人员将机器人推入磁轨道后在后台进行自动寻路，当检测到下一个标签时机器人就可以知道自己的位置继续执行当前任务。下面说说激光导航机器人，激光导航机器人的导航是激光，相比于磁导航而言激光导航更先进，不要要提前布置磁轨道和电子标签，这些硬件都省了主要靠软件分析。虽然不需要布置磁导轨但是第一步需要建立激光地图一个二维平面图，因为二维平面图里包含XY坐标，所以对于电站中对应的每个点都有一个XY坐标与之对应，只要提前设定机器人到达每个点时给他设定一个动作（检测，转弯，调速）就可以了所以这里就不需要电子标签了，而机器人移动也是靠设定这些坐标点进行的，所以不需要磁轨道。激光导航机器人的一个问题是激光匹配率的问题，就是机器人实际扫描到的场景和之前设置电子地图进行匹配，如果位置不好匹配率过低机器人将不能判断自身位置而停机。关于电子地图的建立可以推着机器人将电站巡视一遍也可以用专门的激光扫描仪将电站扫一遍，需要注意的是激光扫描仪的高度设定要和机器人自带的激光导航仪高度一致。关于充电，机器人具备自动充电功能，类似于超能陆战队里的大白。一个变电站启用机器人巡检后会给机器人专门建立一个小屋，小屋里有专门的箱式变电整流充电器（机器人用的是蓄电池所以是直流电），有固定位置的充电口，机器人进出的前后门都是自动门，可以检测机器人发出的开关门命令。机器人执行一个任务结束后默认是回到充电小屋，到达小屋的指定位置会进行充电指令，磁导航的是检测到充电位置的电子标签激光导航是匹配到充电点，机器人侧面充电机构（一个电机控制的可伸缩插头）伸出，插入到充电器的插座内，机器人就开始充电。直到下个任务的到来，机器人停止充电，充电机构收回，开门出去执行任务。一般的任务都是提前设定好的定时任务，不需要人为干涉，除此之外可以设定临时任务和特巡任务，因为电脑后台软件中对于电站中每个点都有保存，设定任务时把这些点调出来组合在一起就是一个任务不过要注意起始点和任务路径是闭合的就行了。机器人和后台电脑通过配置的天线双向传输数据，这样任务过程中后台电脑可以接收到实时的监控画面也可以随时对机器人下达新的任务。后台电脑还可以接入电网网络实现远程集控。通过导航和设备定位，在站内磁感应线的引领下，沿着预先规划路线，在指定位置对预测点设备进行红外测温和仪表数据采集等，并及时将采集到的数据和图像传输到后台，时刻保障着电网安全。
万座电站催生海量需求 电力巡检机器人生逢其时
在机器人商用场景不断拓展的今天，电力巡检机器人似乎正在走上正轨。近日，国家电网总会计师、党组成员罗乾宜表示，未来将积极推进所属电力机器人制造企业（国网智能）在科创板上市。
据了解，国网智能于今年8月底创立，是国家电网培育的科技平台。自成立之初，公司的目标就是上市科创板。在国家提倡国企混改和提高上市公司质量背景下，公司治理和运行机制进一步市场化，以此积极备战科创板。
事实上，国网智能是国内最早开展电力机器人研发及产业化推广的企业，公司拥有国家电网唯一的电力机器人重点实验室和电力系统人工智能联合实验室。截至目前，其研制的巡检机器人累计推广近千台，遍及全国31个省市自治区，覆盖110千伏~1000千伏电压等级，这极大推动了我国电力巡检机器人发展进程。
事实上，国网智能的电力巡检机器人，牢牢占据市场份额第一宝座。
万座电站催生海量需求，电力巡检机器人生逢其时
近年来，融合了机器人、人工智能、导航定位、物联网等技术，巡检机器人能发挥安全、高效，稳定的巡检作用，因此也越来越受到电力行业青睐。
事实上，电力关乎国计民生和社会安全，电力系统的安全、可靠、高效运行是电力行业发展的重中之重。电力系统由复杂的发电、输电、变电、配电、用电设备组成，电力设备与数据监测，是系统稳定运行的关键。而电力巡检，是设备监测与维护的重要手段。
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。
陆空室内外全掌控，电力巡检机器人“大展身手”
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“大展身手”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。
国网智能抢占先发优势，未来者如何分得一杯羹？
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，后来者如何发展？
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。
其次，电力巡检机器人应用于电力领域，主要客户是国家电网、南方电网等大型国有企业，公司业务的发展依赖于上述企业的经营战略和需求。目前国家正在大力推进的“智能电网”等产业战略对公司的业务发展构成了良好的产业环境，但受宏观经济的周期性波动、经济发展速度等因素的综合影响，如果未来国家宏观政策、行业政策发生不利变化，则将对公司的业务发展造成负面的影响。
并且，长三角、珠三角地区经济发展繁荣，设备配套且新技术接受度高，而在中西部经济欠发达地区，巡检机器人的进入需要配套的电站设施，接受度与实施条件仍未知。
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。
在机器人商用场景不断丰富的今天，电力巡检机器人发展，一切仍未可知。而在巨头领衔发展背景下，后来者如何分得一杯羹？带着相关问题，亿欧新制造将于今秋10月，举办机器人商用论坛，期待与你，共同探讨机器人商用的更多可能！点击链接，开启专属机器人企业的探索之旅！