電力機器人技術在電網中的應用研究

許繼電源有限公司 石 偉 盧高慶 袁順剛

電力機器人技術是一個相對比較新的技術領域，結合了應用工程、制造工程以及知識工程，進而不斷在電力系統應用中提高其安全穩定運行，改變著人們的生活。自1959年美國科學家恩格伯格制造出了全球首臺機器人以來，也將機器人制造推向了至高點。我國在《中國制造2025》文件中首次將機器人技術作為我國各項發展的重點內容，并將著力推進機器人的快速健康發展以及全力打造機器人技術產業常態化作為發展的終極目標。直至2018年我國第一個電力企業機器人術語編寫工作正式啟動，這也標志著我國電力行業在技術領域取得了一個重大突破。并在后期的發展中依靠國家給予的相關政策和文件不斷推動著電力機器人的發展和在電力企業中的廣泛應用。

1 電力機器人概述及應用意義

1.1 電力機器人概述

電力機器人在電力系統中應用能克服傳統人工不能適應復雜環境以及多場景操作的要求，進而持續保持著電力系統設備一直處于穩定的運行狀態，進而在電力系統的巡視、檢修以及維護中不斷提高其運維效率和水平，其優勢體現為三方面。

不受環境因素影響。電力機器人在對電力系統的巡視和檢修工作中不會受到客觀環境條件和人為因素的影響，即便是處于惡劣的氣候、地理條件下也能有效克服環境因素影響，按照既定的巡視路線開展相關的運維工作，針對發電、輸電以及配電過程也能不受時間和空間的限制，客觀、全面對各項工作進行評估，做到巡視的精準性，確保電力設備處于正常運作狀態。

有效實現高危作業。針對電力系統中存在的一些高危作業，可有效借助電力機器人代替人工進行，這樣不僅能有效保障工作人員的安全，還能實現電力企業的正常運行。例如對火電蒸汽管道泄漏的檢查、核電反應堆檢查、高壓輸電線檢查等這些高危環境下，如果單純依靠人工不僅將耗費大量的財力和物力，還會給工作人員的人身安全造成威脅[1]。而電力機器人技術的應用不僅能有效規避安全風險，還能減少人力、物力資源的投入，保障檢查工作的精準度，避免人員檢查工作中出現疏忽的情況。

集多功能集成一體。電力機器人技術中將圖像、聲音識別功能，紅外線、可見光檢查以及激光測振等多種功能集為一體，通過對電力系統中的各個環節進行巡檢和檢查，并將檢查結果上傳至管理系統，進而有效判斷整個電路測試情況，不僅提高了巡檢質量和效果，還有效解決了在這個過程中巡檢質量受運維人員水平影響的問題，進而規避設備檢查過程中出現的誤判、錯判問題。

1.2 電力機器人技術在電力系統中應用的意義

隨著電力企業的不斷發展，其各項工作在運轉中也表現出問題頻發，這也使得電力企業在管理方面的質量受到影響。傳統電力企業在管理工作中主要強調對人員工作安排和執行的管理和優化，但在信息與科學技術不斷發展的今天，新的自動化和標準化逐步應用到電力企業中，這也不斷克服了電力企業在管理中的弊端。通常來說，電力企業管理由于人員的不穩定也呈現出較大的波動性，進而影響電力企業各項工作和業務的開展，給電力企業的健康穩定發展帶來極大的阻礙作用。因此，將電力機器人技術應用到電力企業中，不僅能有效提升其服務水平，還有利于其發展探索出更加新型、高效的服務模式，有效強化了電力企業核心競爭力的提升及推動其可持續發展。

有利于創新電力企業管理方式。電力企業的發展水平主要取決于其業務開展能力，其中也依賴于內部管理水平。作為國有資產的一部分，電力企業在管理方式上受到了很多客觀因素的影響，管理方式相對滯后。很多地區電力企業管理的智能化和自動化程度較低，管理制度不健全，導致整體管理程度不高。雖然也在一些管理領域和工作上做出了創新，強化了信息化和智能化水平，但取得的智能化管理成果并不突出。在各項業務開展中智能化管理呈現出較強的獨立性，各個業務間并沒有進行良好的銜接。而在電力企業內部運用電力機器人技術進行服務和管理，不僅能夠有效實現資源的整合，推動電力系統各項業務間的協同合作，不斷實現管理方式上的創新，促進電力企業內部形成一套完善的管理模式。此外，在電力企業管理中應用電力機器人技術還能有效激發出電力企業潛在的發展價值，促進電力企業管理的優化和升級，促進管理的智能化發展。

有利于推動發展領域的開拓。電力企業要想在發展中獲得進一步的突破，就需不斷對業務領域進行開拓。隨著電力企業的不斷發展，其已形成較為完備和成熟的發展技術，但由于缺乏創新技術的應用導致其在很多領域中并沒有實現全面發展?；诖耍陔娏ο到y中應用電力機器人技術，不僅能促進其在發展領域中的進一步開拓，還能實現各項技術和業務更上一步臺階：首先，電力機器人能建立用戶的信息系統，并依靠大數據對電力企業用戶需求進行分析，進而對用戶實行精準化的管理[2]；其次，電力機器人還能利用大數據對潛在的用戶進行挖掘，并用自身強大的計算能力解決現有用戶存在的問題，進而提升管理和服務水平；再次，能在日常的管理和維護中減少因人為因素造成設備在運行和功能方面的偏差，并結合設備的歷史維修數據對機械設備的使用性能和各項運行情況進行全面掌握，進而有效實現設備的管理和及時維護，延長機械設備的使用壽命；最后，可有效實現各項資源和數據的整合，通過對收集的信息進行分析，以需求管理為原則，不斷推動其信息化管理水平，解決其在管理中常出現的資源與數據管理不協調的問題，促進電力企業在管理中的完善。

有利于實現多元素融合發展。第一，在能源方面要實現能源的有效結合、充分利用，進而實現能源節約型與發展型企業。運用電力機器人實現對潛在的能源進行開發和利用，并根據各個能源的特點和性質進行分析，實現同類別的整合，供電力企業在發展中的有效使用；第二，在技術方面，通過電力機器人應用能將各項技術進行結合，充分發揮其融合后的關鍵性技術，不斷推動電力企業在發展中的技術性創新。

2 電力機器人在電力企業中的應用分析

電力調度的應用。電力調度機器人就是完全采用人工智能、大數據分析等現代技術進行調度，改變了傳統以人工為主導的調度方式，構建了智慧調度機器人模式，能在很大程度上節約調度時間、擴大調度范圍，也能避免人為因素的各種影響，對電力調度發展具有十分重要的現實意義。隨著電力調度機器人研究的深入，逐漸在主配網中進行應用。2018年南瑞集團研究的人工智能機器人用于電網系統中，能依據指令設置自動判斷故障、法令計劃、制定應急方案、指揮搶修，還能自主學習規程，將來或解放人力，實現“自動駕駛”般的新型電網調度模式。隨著電力調度機器人的發展，廣東省在2019年成功研發了國內外首個復雜電網“智能機器調度員（AO）”系統，其是全面實現智能化、程序化的電力調度方式，能實現遠程操作、一鍵操作，切實將設備與系統進行隔離開來，實現了智能全過程安全校核。

電力巡檢的應用。電力巡檢機器人的應用是電力系統中較早的應用領域，隨著電力機器人在巡檢工作中的研究與發展不斷深入，其應用范圍也在不斷擴大?，F在，電力巡檢機器人增加了圖像識別技術、紅外線測溫、聲紋識別、智能學習等多種功能，不但在發電領域中展示出優勢，在輸電領域中也有較為明顯的優勢，其可實現檔距巡檢，實現全檢巡檢自上線到下線的自動巡檢作用[3]。在變電領域之中，電力巡檢機器人能通過紅外線識別技術對巡檢室內、室外的設備進行自動識別，并利用大數據分析技術對其狀態進行分析判斷，確保設備運行狀態，并及時作出相應舉措。隨著相關研究人員對機器人的深入研究，越來越多的智能機器人投入到電網工作之中，其功能與性能也在不斷提升，正逐漸代替人工從事一些危險作業，保證了電力行業的發展。

電力檢測的應用。在當前電網智能化技術快速發展的背景下，整個電力網架系統的穩定性越來越高，這在一定程度上增加了電力行業的檢測壓力。通過在檢測中應用電力機器人能滿足設備質量的提升需求、設備智能化運檢需求。同時，當前國內首個機器人和自動化設備檢測中心在2014年被投入到山東省電力公司的建設過程中，從而真正實現了無人機自動化檢測的目標。在文獻研究過程中出現了輸電線斷股檢測機器人，并借助熱釋電遠紅外線傳感器實現了復雜作業的斷股信號檢測，最大限度提升了測試的效率，更好地實現了斷股損傷在線精確診斷的需求。

電力維護的應用。在當前電力設備維護工作的開展過程中需依靠大量的人力執行，不但效率低且整個環境和氣候越來越復雜，執行起來有著較大的難度。2019年浙江平湖電力就運用智能機器人“擔綱”，能夠有效克服臺風、雷雨以及冰凍等極端天氣，承擔起前期勘查和維護工作。有文獻論述了輸電線路帶電緊固螺栓機器人采用人機交互控制、進而有效通過視覺反饋和力反饋對現場作業進行加固。文獻在研究的過程中具體論述了應用于清掃和機器人系統的檢測，能夠真正實現腔內平滑運行和無死角檢測[4]。

3 電力機器人應用面臨的問題及展望

目前，電力機器人在電力企業中已經得到了廣泛的應用，但其在應用中的問題也逐漸暴露出來：

在內部管理方面。電力機器人在電力企業內部管理方面也結合不同部門的工作性質，對其各項工作進行協調處理，但在標準化制度制定上還存在缺乏頂層設計，如果僅從應用角度來說，主要缺乏對各項工作的參與及監督。在今后的管理工作中，電力企業應不斷加快制定內部管理的標準化制度以及加大對電力機器人工作的監督，結合對其性能、功能等進行完善，不斷滿足和適應電力企業內部管理的標準和實際情況，充分發揮電力機器人的優勢，彌補人工管理存在的不足。

在巡檢工作方面。電力機器人能在自動巡檢過程中通過圖片、視頻等得到巡檢信息，但在這個過程中所得到的巡檢結果其準確率并不能達到100%。在巡檢的過程中還需人工進行干預，隨著圖像識別技術、通信技術以及大數據等技術的發展，通過高效率、高精度識別電力機器人獲取的信息，進而運用大數據以及人工智能技術對其進行分析，能及時有效識別設備潛在的隱患，提高設備使用壽命。

總之，在電力企業的發展中不斷應用電力機器人技術，不僅能夠提高電力企業各項工作開展的效率，還能實現自動調度、巡視、維護等，成為電力企業發展中的重要手段。我國很多電力企業在運用電力機器人的過程中所得的理論和實踐都表明，電力機器人在實現信息化和智能化方面還存在一定的距離，但是隨著各項技術的不斷發展與創新，電力機器人穩定性、精準性及可控性得到不斷提升，這為后期電力企業在發展與管理中應用電力機器人代替人工奠定了扎實的基礎。