电力巡检机器人发展现状及应用优势分析
“新基建”的正式落定与加快落地，将会为前沿技术创新与前沿产业发展带来更大利好。以巡检机器人来说，随着人工智能、5G网络等技术不断普及应用，并走向成熟，原来的一些弊病如通信延迟、算力欠缺、自主能力有限等都将得到更好地解决。为此，业内人士对于巡检机器人的未来颇为看好。
对高压输电线路进行巡检是电力部门的重要工作，由于采用机器人巡检线路具有安全可靠、效率高和成本相对低廉的优势，近年来全球范围内对输电线路巡检机器人的需求不断增加。
近年来，电力巡检机器人开始愈发受到欢迎，出现在越来越多的国家和地区。电力巡检机器人能够代替人工完成大部分自动化巡检工作，既具备了人工巡检的便捷性，同时也克服了很多人工巡检作业中的不足，可以24小时不间断地监测电力设备状态，从而保障变电站等重要电力设备、设施的安全稳定运行。
智能巡检机器人的好处在于，受环境、气候及作业时长等因素的影响较小，可以降低人工巡检的劳动强度，降低运维成本，提高巡检作业和管理的自动化和智能化水平。从更长远的意义上讲，智能巡检机器人的推广应用与赋能提升，可有效推动变电站巡检无人化的进一步发展。
专家表示，在变电站、管道设施、桥梁隧道等潜在危险场景中，无人化、智能化转型是主流趋势，巡检机器人、巡检无人机、管道机器人等智能装备的应用将会越来越普遍。总体来看，用电力巡检机器人代替人工巡检作业有着明显价值，市场潜力值得期待。
目前，我国电站数量持续增长，特高压、智能电网建设继续推进，电力巡检机器人发展空间广阔。数据显示，我国变电站数量超2万座，全国各地大概有配电站30万座。据此进行估算，国内变电站巡检机器人市场规模将突破400亿元，配电站巡检机器人市场规模有望达到200亿元。
另外有报告显示，截至2019年，我国电力巡检机器人市场规模已经达到12亿元。在特高压及智能电网建设的推动下，到2023年，预计国内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。
轨道巡检机器人
陕西博禾电子科技有限公司致力于提供特种行业无人值守及公共安全技防领域智能巡检解决方案的提供商和服务商，成立于2016年，注册资金1000万。是一家专业智能巡检机器人、特种行业智能巡检机器人研发、生产、销售和服务的高新技术企业。公司以智能化机器人技术为核心，专注于人工智能、机器人自动控制、数字化智能服务装备、图象处理......
浅谈万安水力发电厂智能化建设路线
0分享至2020年4月国家发展改革委、中央网信办颁发《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》的通知(发改高技〔2020〕552号)，强调构建多层联动的产业互联网平台，推动企业数字化转型升级，助力企业提质增效，打造核心竞争力。同年国家能源集团公司发布了《智能水电厂技术规范》及《国家能源集团网络安全和信息化管理规定》，按照集团公司智能企业建设相关要求，根据《国家能源集团网络安全和信息化规划纲要》、《国家能源集团2019年网络安全和信息化工作要点》、2020年集团总经理“基石项目”专题会议等文件的指导精神，万安水电厂急需进行数字化改造，信息化建设。目前全国水电厂在智能水电厂建设和智能水电发展方向已经初具规模，随着5G、物联网等技术的逐步普及，万安水电厂主动联系调动内外部资源，推动科技创新和技术革命。智能电厂的基础是数字化、信息化、自动化。智能水电厂建设需从顶层设计、统筹规划，需电厂各级人员统一思想、梳理理念、明晰路径，从厂自身实际出发，因地制宜、循序渐进，做好长期攻坚克难的准备。1万安电厂现状目前万安电厂在信息化建设、设备运行维护、安全管理方面依然停留在比较落后的阶段，有许多的不足之处：自动化程度不高。万安水电厂现场设备设施状态量采集不够，相关的传感器、仪表应用不足，仅在主要设备和辅设拥有控制系统。各机组PLC等工控机相互独立，并直线的形式给到上位机，未对数据进行有效的整合统一，主要设备型号不一、辅设品牌不一，各系统间接口协议不一致，难以管理；信息孤岛严重。由于受到系统分批投入运行的历史原因，万安电厂建立信息化系统40多个，各系统间相互独立无法通信，数据资源未能进行有效整合，缺少数据治理与分析，没有统一的数据仓库和大数据分析平台；人员老化严重。随着时间的推移老龄化越来越严重，老师傅几十年的工作经验缺少固化、提炼的有效措施，智能水电厂建设应固化老师傅的经验；硬件架构标准化建设不足。经过了几十年发展，电厂在网络架构、硬件体系缺乏标准化建设支撑，这可能会制约以后的发展。2万安电厂急需应用的关键技术2020年国家能源集团公司发布了《智能水电厂技术规范》，中电联发布《智能水电厂一体化管控平台技术规范》GB/T39264-2020，初步明确了智能水电厂体系架构、系统结构、功能体系、基础支撑系统、智能高级应用、公共服务等。这为万安水电厂智能水电厂建设指明了方向。同时万安电厂被集团公司列为一流水电示范企业建设单位，集团公司要求示范企业在智能化企业建设方面需达到行业领先水平，万安电厂依托生产调度大楼拆迁还建将建设三级单位的数据中心机房，以机房建设为基础，积极谋划智能水电厂建设。2.1急需应用的关键技术在线监测技术。数据是智能水电厂建设的关键，数据的采集、监测是智能水电厂建设必不可少的环节。目前市场上各种在线监测分析系统参差不齐，水平各有高低，协议标准不尽相同。去年万安水电厂上了机组碳刷在线监测、磁极在线监测、机组状态监测等系统，但系统都是各自独立。万安电厂需在同一的标准协议下，根据技术的发展程度统筹谋划，结合检修技改工作分步推进。通讯技术。数据采集传输是关键，要实现全站数据的釆集必须依托于各式各样的采集方式，比如5G、光纤、wifi等。关键数据量传输采用光纤、5G等大容量、低延时方式，生产区域则应考虑布置无线或5G技术，其主要作用有：智能水电厂APP使用。智能水电厂的建设势必会建设相应的管理APP，在覆盖区域内使用终端进行移动办公，接入对应网络后可查看数据、处理文件等，节约作业时间、提高作业效率；实时数据传输。在未来应用场景中，相关智能设备感应数据采集、智能巡检机器人均可采用无线网络进行实时数据传输，提高工作效率及工作质量；现场通信信号的补充。可把无线网络视做通信网络的补充，提高员工间的互动效率，实时传输，提高工作、应急处突的能力。综合数据分析平台。过去十几年，万安电厂根据实际业务需求选上了各类的管理软件支撑业务管理流程，提高了生产管理效率，也大大方便了办公及生产，但各个系统间的连接并没有有效进行整合。目前正在运营的软件系统有40多个，各业务系统存在信息孤岛现象严重，系统间信息和数据融合度、互动性差。整合水电站生产运营数据，实现各系统间的智能化联动，设备与人、设备与设备之间的友好互动，降低设备对人的依赖，实现水电站集中运行管理的全景数据、业务协同，推动水电厂管理创新，是万安水电厂智能水电厂建设的最根本目标。基于IEC61850及IEC61970通信协议的通信架构体系建设。IEC61850的通信模型使建设数据模型有了标准支撑。IEC61970通信协议用于安全III区各相互独立的子系统之间联动整合过程的通信标准，在智能水电厂建设规划咨询服务中，将对全厂40多个子系统进行摸排，整理其具备的数据接口，按照统一集成的要求进行保留或废止该系统，按照IEC61970标准对未来将建成的信息系统、边缘计算系统进行规约。3万安电厂智能水电厂建设步骤目前智能水电厂技术的发展逐渐趋于成熟，然而智能水电厂建设不能盲目跟风，不能追求面子工程。需要技术人员有统一思想、凝聚共识，擦亮眼睛，择优选上、择机而上，结合水电厂的生产特点及运行特点分步建设。3.1第一步：做好智能水电厂顶层设计规划智能水电厂的顶层设计规划是重中之重，有了定制化的智能水电厂顶层设计规划就能明确建设方向，对照自身差距以查缺补漏的形式进行建设，能够加快建设速度，少走弯路。目前主流的智能水电厂架构有“四自”与九大系统类、“345框架模型”等。3.2第二步：建设综合数据平台及逐步推行数字化改造建设综合数据平台。为满足电厂办公、生产调度及信息化建设需要，新建一栋生产调度大楼，建设一座大数据分析的数据中心，将安全I、II、III区搬迁至数据机房，便于后续数据的分析、清洗、调用。综合数据平台通过统一规范的数据标准、信息模型，跨区整合计算机监控、水情测报、水库调度、状态监测、保护信息、网络通信、大坝监测、电能计量、工业电视、GPS对时、动力环境、电力五防、消防门禁等系统数据资源，打通信息孤岛，为智能化水电厂建设提供统一的信息支撑和管理应用环境，逐步推行数字化改造。目前该厂已经实现了自动化，各种在线监测系统的投入不足。监测的内容及数据较少，无法对主设备的检修和运行起到指导作用。目前该厂根据检修技改已在逐步选上部分在线监测系统，如主动联系东方电机厂等单位，根据机组历史运行情况，合作进行#1机组碳刷在线监测系统、#1机组转子磁极在线智能巡检系统开发，以及2021年申报的科技创新项目水电站关键重要螺栓在线监测与预警技术研究及基于3DGIS-Ark的万安大坝安全监测智能系统研究，充分利用科技创新项目经费，按照目前水电厂的主设备情况、设备的运行特点，综合考虑水电厂运行的安全性和经济性。针对目前水电厂的实际情况，逐步开展万安电厂数字化改造，实现全站设备的状态监测。3.3第三步：建设智能巡检+数据采集系统水电站的现场数据采集主要依赖于监控系统和其它辅助控制系统，厂房“跑、冒、滴、流”等环境信息无法通过自动化设备获取，巡回点繁多，需消耗大量的时间精力。为此，选上智能巡检机器人，是为适应智能化水电站无人值守的发展需求。同时，智能巡检机器人是对设备和现场环境监视的主要设备，主要由前端采集仪器和后台系统组成。前端采集器通过搭载智能摄像头、红外成像、气体检测、音频分析等设备主要用来采集、监测设备和现场环境数据，具有“耳朵、眼睛、触感”等仿生感知功能。后台系统作为分布在各大区机器人的集中管理系统，主要负责对机器人采集的数据进行存储、处理、分析、报警、操控等。后台系统还兼具对外协作功能，在电站联动平台的勾连协同下，完成更多智能功能。智能巡检机器人主体框架为三层结构：基础层、传感器层、数据层。这也算数字化改造内容之一。但在其他复杂环境下的巡检，可采用的方案就是实时的在线监测，这个在今后的建设过程中依据环境情况单独研究。3.4第四步：数据挖掘逐步构建水电厂的硬件体系，结合综合数据平台数据采集情况，依据数据治理标准及清洗治理程度，选择开发相关的高级应用。总之，智能水电厂建设不是一蹴而就，而是一项系统性的工程，在建设过程中引发的生产模式、管理方式的改变都需要进行变革，只有拿出久久为功的韧劲才能在智能水电厂的建设阵地中，抢占属于万安电厂的一席之地。特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
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近期，由华北电力大学技术转移转化中心整理汇编的《2021智慧电厂产业洞察白皮书》正式对外发布。作为中国智慧发电领域最具权威性的产业纵览之一，白皮书共计收录124家发电企业智慧化建设最新情况和典型项目案例，内容覆盖“风光水火核”全发电类型。
浙江国自机器人技术股份有限公司作为联合发布单位，在“智能巡检篇”中从智慧电厂智能巡检技术发展与应用、巡检机器人在智慧电厂中的应用，及以机器人为核心构建电厂智能巡检新体系三个方面进行了全面解读与阐述。
本文内容为“智能巡检篇”相关核心内容节选，完整内容请查阅《2021智慧电厂产业洞察白皮书》正式发布版本。
Part.01智能巡检技术发展与应用分析随着电厂数字化巡检智能化应用的不断推进，当前正在由传统人工+点检设备巡检方式向智能化、无人化转型，与传统的人工巡检相比，智能巡检具备安全、便捷、高效、环保等优点，基于物联传感、边缘计算、5G、人工智能、数字孪生等先进技术，打破数据“孤岛”，实现数据的多样化、实时化、可视化，利用AR增强现实等技术三维沉浸式展示当前设备状态、人员状态、环境状态信息，实现对电厂全场景、全覆盖实时综合巡检，有效消除或控制风险，及时预警，防范生产事故、提高生产效率、运营效益。
Part.02智能巡检机器人技术在智慧电厂中的应用本篇章对近年来智能巡检机器人技术在电厂输煤栈桥、主厂房、配电房、化水车间、升压站等应用场景下的应用情况进行介绍，并分析国内电厂机器人技术研究现状，梳理电厂机器人应用中的关键技术，阐述了利用智能巡检技术在电厂日常巡检过程中解决的问题。
当前电厂内应用的巡检机器人主要分类如下：
【国自适用电厂机器人产品系列 】1）输煤栈桥巡检机器人2）主厂房巡检机器人
3）化水车间巡检机器人
4）配电房巡检机器人
5）电气柜操作机器人
6）升压站巡检机器人
Part.03以机器人巡检为核心
构建电厂智能巡检新体系
2021年，国自机器人携手陕投集团下属五彩湾北三电厂共同打造大型火力发电厂智能巡检系统，以“智能巡检机器人系统”为核心，结合互联化及智能信息处理手段，构建开放、共享、互通的智能巡检新体系，并以生产安全为基础，进一步提升设备状态实时感知、各工况自动适应的能力，形成全过程智能控制、全系统信息融合、全生命周期高效管理。客户价值
a.由人工模式向智能化模式转型b.多场景融合应用，统一运维管理c.巡检频次提升，数据体量增加，数据分析更精准建设方案
五彩湾北三电厂智能巡检方案由5套不同类型巡检机器人组成，部署于750kV升压站、化水车间、汽机0m&15m层及10kV配电房，替代人工执行日常巡检工作。融合国自机器人智能机器人及激光导航技术、图像识别技术、多传感融合技术、智能巡视系统平台技术，构建电厂多场景巡视一体化。根据各区域的巡视要求，建立设备数据自主采集、自主分析的全新智能巡检体系与新模式，实现对电厂设备运行状态和现场情况进行动态巡测和智能分析，最终达到智能巡检，安全管控，增加综合效益的目标。
750kV升压站高温、沙尘是新疆地区室外区域工作的常态，国自智能巡检机器人TS200具备高通过性高适应性底盘，搭载红外、高清摄像机及特种传感设备，不惧严酷环境，替代人工对升压站内的表计读数、温度测量、异物识别、声音采集等设备进行巡视测量。
750kV升压站应用图
汽机0米&15米层搭载六轴机械臂的国自智能操作机器人SC100，针对汽机狭窄复杂场景，其高自由度机械臂能更好地对设备进行巡检，完成汽机房室内区域的密封风机、燃尽风机、暖风器疏水回收箱、干排渣系统、开关室电气设备等主要设备巡视检查工作。
汽机厂房应用现场
化水车间在化水车间，国自室内巡检机器人IW300替代人工进行阀门、表计、液位自动识别，对泵自由端轴承温度、泵驱动端轴承温度、电机轴承温度、泵外壳温度自动检测等，确保化水车间各设备运营安全。
化水车间应用现场
配电房国自智能操作机器人OR100兼顾操作和巡检两项功能，以巡检为基础，以操作为目的，两者相辅相成，完成配电室内设备运营管理工作。智能操作机器人配备六轴机械臂和可更换末端操作机构，以应对各类复杂操作场景，用专业巡检的结果为依据，保障操作的可靠与高效。
10kV配电房应用现场
智能巡视管理平台智能巡视管理平台系统让用户能更方便地进行现场智能设备管理及数据查询，软件界面友好、操作方便、信息显示清晰直观，采用B/S架构设计，由实时监控、任务管理、数据分析、历史记录等组成，具有数据采集、储存、统计、检索、报表输出、智能分析等多种功能。
交互界面
效益分析
五彩湾项目成功引用智能巡检机器人后，将巡检模式从人工巡检转变为智能自主巡检模式，通过5套轮式机器人，替代运维人员进行现场设备日常巡检作业。减少电厂运维人员，提高整体巡检效率，大幅降低现场运维人力投入与运维成本的投入。全面提升巡检的整体管理水平规范检修作业流程，提升检修质量；提高巡检工作的安全性，保证员工生命安全。
未来展望
国自机器人沉淀多年项目应用经验，不断收集与总结电厂各个场景的巡检需求，将智能化巡视范围从现有区域向外进行开拓。此外，通过对项目需求的深入挖掘，以高效、精准为导向，以技术创新为手段，不断优化现有可识别内容的准确性以及拓展识别范围，助力客户打安全、高效、智能的智慧电厂。
电力巡检机器人助力发电企业高效巡检
对发电企业而言，其设备层、控制层的智能化程度直接影响着发电生产的效率及管理水平，机器人应用研究主要目的在于利用各种智能化设备提高全要素生产率，实现价值创造，同时在提升企业本质安全、便捷员工生活、工作和提升社会效益等方面都有积极意义。从发电企业智能巡检机器人的深入研究和应用推广的发展规律可以看出，该行业市场前景广阔。
针对电力智能机器人应用现场设定任务，并且下达具体巡检任务;电力智能机器人实现无轨化、自主执行巡检任务，进行设备表计智能识别、红外智能测温、气体智能检测等任务;电力智能机器人采集数据实时上传后台，并分类保存至数据后台;将电力智能机器人采集数据和在线远传数据，以及相关设备故障影响因素等数据因子，进行大数据分析，实现设备缺陷检修预警功能;数据分析结论将作为各级决策人员制定检修报表可靠依据，下达缺陷处理任务;缺陷清除，自动保存数据库，不断自学习，将作为后续大数据分析的数据因子。整体过程形成闭合管理，实现设备安全管理、人员安全管理，真正达到电厂智慧管理。目前的电厂智慧管理，仍在机器人的研究和推广阶段，未达到大数据分析和机器学习阶段。
电力行业巡检的场景主要分为两种，室内：厂区内部巡检、生产车间内不同工段的巡检等;室外：室外广泛分布的设备、管道以及分布式新能源电站等。而国辰这款电力巡检智能机器人适用于室内外变电站、换流站等场所，精确无轨导航，可实现爬坡、跃障、涉水可智能应对复杂环境，大大提高了电企运行管理水平和智能化水平。提高了巡检工作质量和效率，值班人员无需亲临现场即可完成例行巡检。