电力机器人技术在电网中的应用研究

许继电源有限公司 石 伟 卢高庆 袁顺刚

电力机器人技术是一个相对比较新的技术领域，结合了应用工程、制造工程以及知识工程，进而不断在电力系统应用中提高其安全稳定运行，改变着人们的生活。自1959年美国科学家恩格伯格制造出了全球首台机器人以来，也将机器人制造推向了至高点。我国在《中国制造2025》文件中首次将机器人技术作为我国各项发展的重点内容，并将着力推进机器人的快速健康发展以及全力打造机器人技术产业常态化作为发展的终极目标。直至2018年我国第一个电力企业机器人术语编写工作正式启动，这也标志着我国电力行业在技术领域取得了一个重大突破。并在后期的发展中依靠国家给予的相关政策和文件不断推动着电力机器人的发展和在电力企业中的广泛应用。

1 电力机器人概述及应用意义

1.1 电力机器人概述

电力机器人在电力系统中应用能克服传统人工不能适应复杂环境以及多场景操作的要求，进而持续保持着电力系统设备一直处于稳定的运行状态，进而在电力系统的巡视、检修以及维护中不断提高其运维效率和水平，其优势体现为三方面。

不受环境因素影响。电力机器人在对电力系统的巡视和检修工作中不会受到客观环境条件和人为因素的影响，即便是处于恶劣的气候、地理条件下也能有效克服环境因素影响，按照既定的巡视路线开展相关的运维工作，针对发电、输电以及配电过程也能不受时间和空间的限制，客观、全面对各项工作进行评估，做到巡视的精准性，确保电力设备处于正常运作状态。

有效实现高危作业。针对电力系统中存在的一些高危作业，可有效借助电力机器人代替人工进行，这样不仅能有效保障工作人员的安全，还能实现电力企业的正常运行。例如对火电蒸汽管道泄漏的检查、核电反应堆检查、高压输电线检查等这些高危环境下，如果单纯依靠人工不仅将耗费大量的财力和物力，还会给工作人员的人身安全造成威胁[1]。而电力机器人技术的应用不仅能有效规避安全风险，还能减少人力、物力资源的投入，保障检查工作的精准度，避免人员检查工作中出现疏忽的情况。

集多功能集成一体。电力机器人技术中将图像、声音识别功能，红外线、可见光检查以及激光测振等多种功能集为一体，通过对电力系统中的各个环节进行巡检和检查，并将检查结果上传至管理系统，进而有效判断整个电路测试情况，不仅提高了巡检质量和效果，还有效解决了在这个过程中巡检质量受运维人员水平影响的问题，进而规避设备检查过程中出现的误判、错判问题。

1.2 电力机器人技术在电力系统中应用的意义

随着电力企业的不断发展，其各项工作在运转中也表现出问题频发，这也使得电力企业在管理方面的质量受到影响。传统电力企业在管理工作中主要强调对人员工作安排和执行的管理和优化，但在信息与科学技术不断发展的今天，新的自动化和标准化逐步应用到电力企业中，这也不断克服了电力企业在管理中的弊端。通常来说，电力企业管理由于人员的不稳定也呈现出较大的波动性，进而影响电力企业各项工作和业务的开展，给电力企业的健康稳定发展带来极大的阻碍作用。因此，将电力机器人技术应用到电力企业中，不仅能有效提升其服务水平，还有利于其发展探索出更加新型、高效的服务模式，有效强化了电力企业核心竞争力的提升及推动其可持续发展。

有利于创新电力企业管理方式。电力企业的发展水平主要取决于其业务开展能力，其中也依赖于内部管理水平。作为国有资产的一部分，电力企业在管理方式上受到了很多客观因素的影响，管理方式相对滞后。很多地区电力企业管理的智能化和自动化程度较低，管理制度不健全，导致整体管理程度不高。虽然也在一些管理领域和工作上做出了创新，强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。在各项业务开展中智能化管理呈现出较强的独立性，各个业务间并没有进行良好的衔接。而在电力企业内部运用电力机器人技术进行服务和管理，不仅能够有效实现资源的整合，推动电力系统各项业务间的协同合作，不断实现管理方式上的创新，促进电力企业内部形成一套完善的管理模式。此外，在电力企业管理中应用电力机器人技术还能有效激发出电力企业潜在的发展价值，促进电力企业管理的优化和升级，促进管理的智能化发展。

有利于推动发展领域的开拓。电力企业要想在发展中获得进一步的突破，就需不断对业务领域进行开拓。随着电力企业的不断发展，其已形成较为完备和成熟的发展技术，但由于缺乏创新技术的应用导致其在很多领域中并没有实现全面发展。基于此，在电力系统中应用电力机器人技术，不仅能促进其在发展领域中的进一步开拓，还能实现各项技术和业务更上一步台阶：首先，电力机器人能建立用户的信息系统，并依靠大数据对电力企业用户需求进行分析，进而对用户实行精准化的管理[2]；其次，电力机器人还能利用大数据对潜在的用户进行挖掘，并用自身强大的计算能力解决现有用户存在的问题，进而提升管理和服务水平；再次，能在日常的管理和维护中减少因人为因素造成设备在运行和功能方面的偏差，并结合设备的历史维修数据对机械设备的使用性能和各项运行情况进行全面掌握，进而有效实现设备的管理和及时维护，延长机械设备的使用寿命；最后，可有效实现各项资源和数据的整合，通过对收集的信息进行分析，以需求管理为原则，不断推动其信息化管理水平，解决其在管理中常出现的资源与数据管理不协调的问题，促进电力企业在管理中的完善。

有利于实现多元素融合发展。第一，在能源方面要实现能源的有效结合、充分利用，进而实现能源节约型与发展型企业。运用电力机器人实现对潜在的能源进行开发和利用，并根据各个能源的特点和性质进行分析，实现同类别的整合，供电力企业在发展中的有效使用；第二，在技术方面，通过电力机器人应用能将各项技术进行结合，充分发挥其融合后的关键性技术，不断推动电力企业在发展中的技术性创新。

2 电力机器人在电力企业中的应用分析

电力调度的应用。电力调度机器人就是完全采用人工智能、大数据分析等现代技术进行调度，改变了传统以人工为主导的调度方式，构建了智慧调度机器人模式，能在很大程度上节约调度时间、扩大调度范围，也能避免人为因素的各种影响，对电力调度发展具有十分重要的现实意义。随着电力调度机器人研究的深入，逐渐在主配网中进行应用。2018年南瑞集团研究的人工智能机器人用于电网系统中，能依据指令设置自动判断故障、法令计划、制定应急方案、指挥抢修，还能自主学习规程，将来或解放人力，实现“自动驾驶”般的新型电网调度模式。随着电力调度机器人的发展，广东省在2019年成功研发了国内外首个复杂电网“智能机器调度员（AO）”系统，其是全面实现智能化、程序化的电力调度方式，能实现远程操作、一键操作，切实将设备与系统进行隔离开来，实现了智能全过程安全校核。

电力巡检的应用。电力巡检机器人的应用是电力系统中较早的应用领域，随着电力机器人在巡检工作中的研究与发展不断深入，其应用范围也在不断扩大。现在，电力巡检机器人增加了图像识别技术、红外线测温、声纹识别、智能学习等多种功能，不但在发电领域中展示出优势，在输电领域中也有较为明显的优势，其可实现档距巡检，实现全检巡检自上线到下线的自动巡检作用[3]。在变电领域之中，电力巡检机器人能通过红外线识别技术对巡检室内、室外的设备进行自动识别，并利用大数据分析技术对其状态进行分析判断，确保设备运行状态，并及时作出相应举措。随着相关研究人员对机器人的深入研究，越来越多的智能机器人投入到电网工作之中，其功能与性能也在不断提升，正逐渐代替人工从事一些危险作业，保证了电力行业的发展。

电力检测的应用。在当前电网智能化技术快速发展的背景下，整个电力网架系统的稳定性越来越高，这在一定程度上增加了电力行业的检测压力。通过在检测中应用电力机器人能满足设备质量的提升需求、设备智能化运检需求。同时，当前国内首个机器人和自动化设备检测中心在2014年被投入到山东省电力公司的建设过程中，从而真正实现了无人机自动化检测的目标。在文献研究过程中出现了输电线断股检测机器人，并借助热释电远红外线传感器实现了复杂作业的断股信号检测，最大限度提升了测试的效率，更好地实现了断股损伤在线精确诊断的需求。

电力维护的应用。在当前电力设备维护工作的开展过程中需依靠大量的人力执行，不但效率低且整个环境和气候越来越复杂，执行起来有着较大的难度。2019年浙江平湖电力就运用智能机器人“担纲”，能够有效克服台风、雷雨以及冰冻等极端天气，承担起前期勘查和维护工作。有文献论述了输电线路带电紧固螺栓机器人采用人机交互控制、进而有效通过视觉反馈和力反馈对现场作业进行加固。文献在研究的过程中具体论述了应用于清扫和机器人系统的检测，能够真正实现腔内平滑运行和无死角检测[4]。

3 电力机器人应用面临的问题及展望

目前，电力机器人在电力企业中已经得到了广泛的应用，但其在应用中的问题也逐渐暴露出来：

在内部管理方面。电力机器人在电力企业内部管理方面也结合不同部门的工作性质，对其各项工作进行协调处理，但在标准化制度制定上还存在缺乏顶层设计，如果仅从应用角度来说，主要缺乏对各项工作的参与及监督。在今后的管理工作中，电力企业应不断加快制定内部管理的标准化制度以及加大对电力机器人工作的监督，结合对其性能、功能等进行完善，不断满足和适应电力企业内部管理的标准和实际情况，充分发挥电力机器人的优势，弥补人工管理存在的不足。

在巡检工作方面。电力机器人能在自动巡检过程中通过图片、视频等得到巡检信息，但在这个过程中所得到的巡检结果其准确率并不能达到100%。在巡检的过程中还需人工进行干预，随着图像识别技术、通信技术以及大数据等技术的发展，通过高效率、高精度识别电力机器人获取的信息，进而运用大数据以及人工智能技术对其进行分析，能及时有效识别设备潜在的隐患，提高设备使用寿命。

总之，在电力企业的发展中不断应用电力机器人技术，不仅能够提高电力企业各项工作开展的效率，还能实现自动调度、巡视、维护等，成为电力企业发展中的重要手段。我国很多电力企业在运用电力机器人的过程中所得的理论和实践都表明，电力机器人在实现信息化和智能化方面还存在一定的距离，但是随着各项技术的不断发展与创新，电力机器人稳定性、精准性及可控性得到不断提升，这为后期电力企业在发展与管理中应用电力机器人代替人工奠定了扎实的基础。