建國72年，如果從高空俯瞰一座座城市，會發現電力已經點亮了中國的每一秒鐘，也點亮了人們的生產生活。
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。“限電”從企業側傳導至居民側，引起社會各界廣泛關注。隨著中國生態環境部9月印發《2021-2022年秋冬季大氣污染治理行動計劃》草案，今年秋冬“重點雙控”或將持續很長一段時間，這不禁讓許多人再次把目光對準了電力行業。
▍需求推動行業變革
在中國電網高速發展的市場需求下，這種發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電力生產與消費系統，讓電力工業成為國民經濟發展中最重要的能源產業，也是關系國計民生的基礎產業。其中，配電網穩定運行無疑是電力系統保持穩定狀態的前提和基礎。
這種背景下，伴隨電力產業而生，用于幫助和替代人類，維護電網穩定的電力機器人，就不僅僅是一項具有市場價值的產品，也承載了順利完成電力供應保障的重要使命。
這也導致在過去很長一段時間，我國的電力機器人行業都是在穩定性以及可靠性的前提下逐步開展，由在電力系統處于行業關鍵地位的國網/南網及相關國企，從上而下提出需求、劃定范圍并落實執行。
但另一個不爭的事實是，幾十年以來，中國已經建立了全球最大的電網系統，區域性或者省份性的市場需求量已經非常龐大，緩慢的研發和發展跟不上快速的市場需求。
足夠廣泛的市場，吸引了相關企業攻堅克難不斷進入，目前就已經支撐起了魯能智能、億嘉和、郎馳欣創、國自機器人、大立科技、申昊科技等多家地方企業。而他們為了謀求更大市場而進行的科技創新步伐，也不斷倒逼著國網/南網及其直屬企業在電力機器人上不斷投入研發創新，共同推動了該行業發展。
▍電力機器人種類繁多
但電網的建設維護是一項復雜工程，研發創新的步伐不會太快。
我國電力運轉流程中，大多是由火電廠消耗原煤，讓汽輪機轉動帶動著發電機產生電能，電能產生后，通過電纜傳輸到升壓變電站，由變電站對電壓進行轉換，使其能輸送到高壓電網，經電網輸送至各個分級變電站，然后轉換成220V的電壓輸送。
電力機器人大體上來說，就是將原先需要人在電纜、線路、儀表、裝置等場景負責檢修、維護的工作流程，逐步以機器人取代。
在這些故障、周期、狀態巡檢的流程中，主要分為室外、室內和隧道三種場景。
在變電領域應用，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、變電站設備內部檢測維護等。在輸電領域應用，主要是架空輸電線路無人機巡檢系統、架空輸電線路帶電維護機器人、電纜隧道巡檢機器人。在配電領域應用，則主要是架空配電線路帶電作業、架空配電線路帶電巡檢。
我國重點發展并取得進展的產品種類，目前圍繞這些領域，主要有了包括架空輸電線路機器人、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、配電帶電作業機器人、無人機等。
其中，變電站和配電站巡檢機器人是各家企業爭奪的重要領域。由于配電站和變電站是輸電網的關節樞紐，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+，在當前相關人力減少的情況下，未來市場需求巨大，而且隨著近年來技術發展，切入難度相對較小，智能化巡檢的相關技術成熟度已經越來越高。
一些細分領域的巡檢機器人也正在為企業創造更多的市場可能性。
例如隨著近年來調峰調頻公司電廠裝機容量的增加及運行年限增長，對電廠大壩、輸水管道、進出水口閘門等水工建筑物和水工設備進行檢測的機器人被逐漸重視。中國南方電網就曾研制出一個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、進出水口閘門等水工建筑物和水工設備運行狀況。
又例如針對架空輸電線路巡檢系統，無人機種類正發揮著越來越廣泛的作用。無人機能對于設備外觀、設備溫度、設備缺失都能起到快速且有效的檢測，在進行例如基建線路選址、輸電線路走廊普查、災后應急評估等需求下，續航時間長、速度快、巡檢范圍大的無人機所能起到更好效果。
▍電力機器人通用性技術
電力巡檢機器人涉及到的技術領域大致分兩塊，一塊是機器人本體技術，另一塊是巡檢技術。兩部分技術交叉融合，共同構成能應用在各場景的機器人。
目前機器人本體技術關鍵部分往往是下機位的移動底盤，一般以軌道式、輪式和履帶式三種類型為主。因為需要在不同環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、避障等技術領域，以便實現機器人自動巡檢、自動停靠甚至自主規劃，同時能在一些特殊的環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壽命和續航性的問題，儲能、自主充電技術和通信技術近年來發展也很快。
而巡檢技術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。例如可見光攝像設備、紅外熱像儀、聲音采集器，以及原先需要人力進行的紅外熱成像技術。通過利用這些多元信息融合技術，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，同時又能包括數據查詢及分析功能，如果可以更進一步通過無線通信實現機器人巡檢的圖像、音頻、指令的傳輸，這種在線巡檢技術具有較強的及時性。
本體技術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、配電帶電作業等工作。而巡檢技術則正通過搭載各類配件，提升功能性需求，擴大巡檢的覆蓋面。例如通過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行特殊地點、特殊角度的無接觸讀取。
電力機器人的通用性技術帶來的改變已經出現。
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，巡檢主要通過設備判斷運行狀況，及時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境影響很大，并且缺乏實時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現電站設備狀態的自動檢測與預警分析，已經克服了傳統的人工巡視電力線路及設備存在的勞動強度大、檢測質量分散、主觀因素多、巡檢結果無法數字化等缺陷，正解決著更多人工巡檢存在的缺點或隱患問題。
▍技術尚待突破
目前，在一些穩定環境場景，電力機器人已經能夠勝任，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、大霧、冰雪、雷雨時，機器人依然無法進行很好的工作，相關技術還需要持續研發投入。
隨著智能電網的建設，電力設備向高功率、高可靠性、高智能化方向發展，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境，機器人的驅動和越障能力還有待提升。另一方面，機器人目前雖然已經能夠實現實時檢測，但檢測到搶險的時間仍然較長，機器人還缺乏搶險維護的簡單設備故障自動處理能力。
除此之外，非常多企業進入競爭的巡檢場景也仍然需要優化提升。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展自動巡檢，對于二次設備如高壓開關柜還不能進行自動巡檢，因此，需要針對二次設備巡檢進行深入研究，以增強機器人巡檢的全面性以及提升操作的可能性。
在自主化技術上，目前帶電作業機器人基本上采用了遙控作業方式，后續可考慮基于人工智能、多傳感器融合、機器學習等新技術，在保證作業安全前提下，研制半自主或完全自主地開展帶電作業的配電帶電作業機器人存在一定必要性。同時，智能化、模塊化的作業工具也是未來帶電作業機器人的發展趨勢，即插即用，一機多用能夠實現更好的成本公攤。
機器人在電力行業應用應主動適應電力系統智能化發展趨勢，將人工智能技術與機器人深度融合，提升機器人設備狀態感知、主動預測預警、輔助診斷決策、安全作業等能力，進一步發揮機器人在安全性、經濟性與高效性方面的優勢，為電力行業各領域提供更好的支撐。
▍更遠的未來
AI和大數據一定是機器人行業未來發展必不可少的趨勢，標準和互聯是行業成熟的象征。
泛在電力物聯網是國家電網提出的一個未來發展方向。其核心理念是將電力用戶及其設備，電網企業及其設備，發電企業及其設備，供應商及其設備，以及人和物連接起來，產生共享數據，為用戶、電網、發電、供應商和政府社會服務。泛在電力物聯網中所有用于計算分析設備狀態的數據均由智能感知裝置采集上傳，例如巡檢機器人網絡化每臺變電站巡檢機器人通過互聯網相互聯系，實時共享巡檢設備的狀態信息，要是確定能夠實現，這對于確保電力物聯網正常運行的重要意義不言而喻。
除此之外，統一技術條件，制定工作標準也是近年來國家電網公司積極探索電力機器人的一個新動作。目前已經統一了變電站巡檢機器人軟硬件技術條件，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。同時國家電網也在建立測試場地，嚴格產品準入把關，提升試驗檢測能力，成為一個標準的制定者和檢驗者。
▍結語
立德智庫認為，目前，國內電力機器人市場雖未形成穩定的發展格局，處于群雄并起、割據區域市場的階段。同時，國家電網和南方電網在電力系統處于行業壟斷地位，直接影響著電力機器人行業的發展格局。因此，企業想要進入電力機器人行業，不僅要求技術、產品過硬，同時各項指標必須能夠達到電力系統的相關要求。
立德智庫預測，未來幾年，將會形成以山東魯能、億嘉和、朗馳欣創為主的競爭格局，同時可能會出現一家電力機器人行業黑馬，但整體格局不會受到大的影響。隨著健全完善標準體系、強化科技成果支撐、加快系統間互聯互通，電力系統作為能源系統，未來必然將會形成獨特的能源智聯網，電力機器人將在其中產生更加重要的作用。
