机器人巡检

01 应用实践—创新技术 02 探索分析 03 未来应用场景 04 未来展望

随着我国国民经济的持续快速发展，传统巡检作业方式已经不适应现代化电网建设与发展的需求。“坚强智能电网”急需“坚强”、“智能”的电力巡检和维护方式，以实现线路巡检技术智能化，改变检修手段粗放的面貌，为线路巡视提供安全、高效手段，保障电网安全运行。与智能电网发展目标相比，现有线路巡检工作还存在以下问题：智能巡检装置缺乏，传统巡检效率低；机器人巡检实用化程度不高；存在巡检官区；无人机续航能力不足；无人机巡检作业手段乏。 本项目主要研究线路巡检机器人与无人机技术的结合以及在输电线路巡检中的作用。通过飞行器气动优化、电源系统管理优化、机体轻量化设计、云台轻量化设计以及高效推进系统匹配研究显著提升飞行系统的能力，增大其抗风能力、提升飞行的稳定性，为机器人落线离线功能提供重要支撑。实现了两栖机器人的飞行落线与离线功能，大幅提升机器人的可使用程度。机器人可以在线上行走作业，相对于传统无人机巡检，更加稳定，续航能力提升15倍，并且可以进行近距离的清障等作业。

首先分享了“变电站智能辅助监控系统”的建设经验与应用心得。该系统采用了核心层、应用层、终端层的系统设计框架，集成了变电站智能辅助控制、安防监控、机器人巡检、在线监测等多个子系统，实现了对SCADA系统数据、设备台账资产数据等业务数据的接入，构成智慧变电站管理体系平台，最终以3D可视化变电站为展现方式，通过AR实景技术提供沉浸式体验。就未来发展而言，凭借变电站智能辅助监控系统的设备、软件平台优势，可进一步拓展系统监控功能的覆盖深度和广度，将现有分散的文明施工监控、现场施工安全、营业厅监控、巡检机器人、输配电在线监测等系统全面整合，形成一个全新的功能更加强大的监控中心，真正做到运用先进的智能管理技术，安全有效地对变电站进行管控。

针对变电站内机器人巡检、在线监测、程序化操作监控等多样化智能化业务的需求，从通信终端、网络、管理平台和网络安全四个层面提出了变电站最后一公里通信综合解决方案。构建云、管、边、端的网络架构，结合5G技术的发展应用，对比分析各类局域网无线通信技术特点，对变电站室内室外场景，高带宽、低时延和低功耗、低速率等场景采用多种通信方式，实现即插即用、边缘计算等功能，建设物联网综合管理平台对各种通信方式（WAPI、LORA、LTE_U等)包括公网(3GGG)进行端到端的管理和安全认证、智能运维、业务通道保障。

运用检测技术感知设备运行的灾害信息、气象信息、环境信息，引入无人机、完善监控摄像头布点实现高空及人工视野盲区设备巡检，结合地面机器人巡视、人工现场巡视及在线监测数据信息，加上电网管理平台等系统数据信息，“云-端”、“边-端”融合，多机、人机联合，搭建“天、空、地、云”联合巡检模式，后续依托数字智能技术、持续拓展“专业算力算法”、完善AI智能识别分析运用，真正实现智能联合巡检。

电缆沟空间狭小、环境复杂、采用机器人巡检是保障电缆沟安全运行的有效手段。本项目提出微型化、模块化智能巡检机器人总体设计方案，研究视、听、嗅综合感知系统和电缆沟运行状态智能评估方法，攻克电缆沟狭小密闭环境的无线通信技术，开发履带式、索道式两类巡检机器人并推广应用，及时发现电缆设备隐患、缺陷，降低人工作业风险，提高巡检效率。

本项目属于电气工程配电网设计、建设与运维领域。北京城市副中心的高点定位，给区域配电网的可靠性、智能化提出了更高的要求。通州供电公司坚持高起点规划、高标准设计、高质量建设、高效率运维，高质高效推进北京城市副中心高端智能配电网建设。 本项目已在北京城市副中心行政办公区实施应用。项目研究成果提升了配电网可靠性水平，可抵御任意线路、环网、变电站 N-2 故障，供电可靠率达到 99.9999345%，年均停电时间小于 21 秒，达到国际一流水平。建成综合管廊，规划了中远期 2+7 变电站全部主配网电缆敷设需求，满足重要用户多电源不同路径敷设需求，杜绝了外力破坏风险。提升了站室智能化水平，完备了应急系统多重保护体系，实现任意一段 10kV 线路故障 0 秒隔离，低压故障零闪动。应用智能化手段，大幅提升不停电状态检修、机器人巡检等配网智能运维水平。本成果对推动高可靠城市配电网升级具有重要的参考价值，为雄安高可靠配电网建设提供了样本，为国网公司建设世界一流电网提供的先行示范。

为规范并指导变电站机器人巡检系统施工全过程，给出机器人巡检系统项目施工所需施工文件及各项要求，进一步提升变电站机器人巡检系统现场施工水平，制定此标准。标准规定了变电站机器人巡检系统施工技术的范围、规范性引用文件、术语和定义、工程开工需要具备的文件、基建施工要求、工程检查调试要求、项目验收纪要等。 本报告从标准立项背景、编制过程、章节设置、标准内容等角度对《变电站机器人巡检系统施工技术规范》进行解读

输电线路作为电力系统的重要组成部分，线路巡检工作的效率和质量将直接关系到输电系统的安全可靠运行。本文对目前国内外存在的巡线技术进行分析比较，指出各自的优缺点，对无人机巡线技术、机器人巡检技术及视频监控技术进行详细地探讨与研究，扬长避短，最后提出一种无人机巡检技术、线路机器人巡检技术与监控装置融为一体的综合巡线方式的设想方案，从而实现输电线路巡检“全天候、全方位、全数据、全自动化”的目标。