電力市場中機器人的研發(fā)現(xiàn)狀與前景展望

劉炳榮

摘 要：當前我國的電力企業(yè)，已經(jīng)開始越來越多的認識到機器人技術在巡檢電力系統(tǒng)過程中的便捷性及重要性。本文在分析電力市場中機器人研發(fā)現(xiàn)狀的基礎上，展望了電力市場中機器人未來在技術的升級、性能的提升、功能的完善等方面的發(fā)展前景，希望能夠為電力專業(yè)人士運用機器人開展電力系統(tǒng)巡檢與維修的工作提供一些參考，借以不斷提升電力企業(yè)技術化操作的水平。

關鍵詞：機器巡檢；噪音采集；圖像傳播

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0181-02

近些年來，我國的電力市場呈智能化發(fā)展，機器人技術開始在電力行業(yè)中得到應用，提升了電力企業(yè)的信息化技術水平。機器人技術作為高新技術的主要代表，一直是各國進行科技研發(fā)的重點工作，并且科學技術有著第一生產(chǎn)力的重要價值，無疑能夠為電力系統(tǒng)的完善提供重要的技術助力，并且還能更新電力系統(tǒng)的技術設備。由此，研究機器人在電力市場中的研發(fā)現(xiàn)狀以及未來前景，具有重要的意義。

1 淺析電力市場中機器人的研發(fā)現(xiàn)狀

以往電力企業(yè)在巡檢變電站時主要運用人工巡檢的方法，具有專業(yè)電力技術知識以及豐富經(jīng)驗的電力技術人員主要運用感官來檢查電力系統(tǒng)的配套儀器，往往會簡單分析電力設備是否存在缺陷，是一項需要經(jīng)過多重檢測環(huán)節(jié)而且強度比較大的工作環(huán)節(jié)，而且往往存在著較強的主觀性。隨著計算機技術的發(fā)展及監(jiān)控技術的推廣應用，當前不少電力企業(yè)已經(jīng)開始嘗試使用能夠具有巡檢功能的機器人，代替人力來巡檢變電站的運行狀況以及設備的損耗狀況，機器人系統(tǒng)的高科技化使得其具有便捷的控制方式，能夠在無人值班的情況下對電力企業(yè)戶外的高壓設備進行巡檢，從而節(jié)省大量的人力消耗，提高了電力企業(yè)的工作效率，在維護電力系統(tǒng)設備安全方便能夠起到一定的保障作用。

我國電力市場應用機器人的技術起步較晚，目前國家電網(wǎng)公司已經(jīng)建立了專門研究電力機器人的科研實驗室，目的就是研發(fā)能夠適應我國電力發(fā)展狀況的機器人，從而推廣使用到我國的電力企業(yè)中，促使我國電力行業(yè)的技術水平得以提升。在大量的人力物力投入后，我國當前已經(jīng)在變電站巡檢機器人、高壓帶電作業(yè)機器人等機器人技術的研發(fā)方面取得了一定成效，在2005年就已經(jīng)有長青變電站投入使用了巡檢機器人樣機，并且在應用的多年時間中，一直在努力創(chuàng)新機器人檢測的技術水平，從而不斷為我國電力行業(yè)的機器人研發(fā)技術發(fā)展提供技術上的借鑒。

2 展望電力機器人在電力市場的前景

2.1 電力機器人技術的升級

現(xiàn)代社會中最重要的運行系統(tǒng)就是電力系統(tǒng)，國民的生產(chǎn)生活都離不開運行流暢的電力系統(tǒng)提供的保障，這同樣也使得電力系統(tǒng)變成了最復雜的工程系統(tǒng)。其中電力系統(tǒng)中光是主要系統(tǒng)就已經(jīng)包括發(fā)電廠、輸電線、變電所、配電系統(tǒng)等，復雜的內部結構也就對電力系統(tǒng)的正常運行造成了極高的負荷，導致電力系統(tǒng)較容易出現(xiàn)故障。電力系統(tǒng)的運行維護是一項非常關鍵的工作，涉及到內部各種結構的正常運行，也涉及到人們生產(chǎn)生活的正常用電，所以應當注意加強對變電及輸電系統(tǒng)的巡檢和修護，重視應用當前電力市場中已經(jīng)得到廣泛使用并且能夠完成巡檢變電站工作的機器人。例如：圭峰站擁有220kV的線路，在一次線路復電后首次嘗試使用了具有巡檢功能的巡檢機器人，開展對于圭峰古甲線的巡檢工作（如圖1）。

巡檢的主要工作是對系統(tǒng)進行紅外線測溫、監(jiān)視，并記錄其中的開關SF6壓力，檢測電力系統(tǒng)中避雷器是否存在著泄露電流的情況，并且對線路的PT油位進行監(jiān)視。圭峰站首次使用機器人進行巡檢工作，大大提升了線路巡檢工作的效率，將巡檢的時間縮減到了35分鐘以內，并且高效完成了90個檢測點的巡檢任務，節(jié)省了圭峰站大量的人力物力。而且，圭峰站在首次使用巡檢機器人時，還實現(xiàn)了對于機器人巡檢路線的全程監(jiān)控，也就是說機器人在此次巡檢工作所到之處，技術人員都能在后臺電腦中相應進行二次的人力檢查，達到了事半功倍的效果。巡檢機器人在完成巡檢任務后就會自動會充電器進行充電，此時機器人內部的系統(tǒng)就會自動生成此次過程的全程巡檢報告，充分體現(xiàn)了機器人在進行變電站巡檢工作上的先進性。

2.2 電力機器人性能的提升

電力系統(tǒng)的巡檢機器人所具有的便捷控制和運行方式，為變電站的安全運行提供了良好的技術保障，有效的提升了電力系統(tǒng)的巡檢效率。未來電力系統(tǒng)中應用的機器人的功能將會更加完善，自身能夠運用無軌的導航方法，實現(xiàn)對于三維空間的定位，而且還能夠根據(jù)技術人員預先設定好的指定路線行走，在行走過程中做到對相應路線的巡檢，并且技術人員還能夠通過電腦來命令機器人停止行走。在機器人的巡檢工作已經(jīng)積累到一段時間后，技術人員就應當為機器人配置具有導航功能的地圖，以便機器人能夠實現(xiàn)自動的規(guī)劃路徑功能，并且巡檢任務還要具有動態(tài)化特征，也就是當巡檢環(huán)境突然發(fā)生變動時，為了避免導航及定位被干擾，應當對行走路徑的地圖進行調整。

其次，未來電力系統(tǒng)的機器人還會完善檢測的功能，主要包括對于可見光的檢測和對于紅外的檢測，其中對于可見光的檢測主要包括對可見光攝像機、設備外觀以及開關分合狀態(tài)的信息進行整合，并且及時將視頻上傳到技術人員的監(jiān)控電腦系統(tǒng)中，還要配備較高的分辨率，方便技術人員進行清晰的辨認。另外，機器人還應當具有檢測噪聲的功能，在進行巡檢時，技術人員應當為機器人配備噪音采集的設備，并且確保機器人上傳電腦監(jiān)控系統(tǒng)的功能完好無損，以便及時對信息進行分析。機器人在巡檢時還應當能夠對在過程中采集到的設備運行聲音進行存儲，并保存完整清晰的音頻信息上傳到監(jiān)控系統(tǒng)，確保對講功能能夠正常運行，不會對電力設備的運行產(chǎn)生。

2.3 電力機器人功能的完善

未來電力系統(tǒng)機器人的功能將會更加完善，能夠真正切合我國電力行業(yè)的發(fā)展情況。電力系統(tǒng)中所應用的機器人應當具備高級組合的功能，也就是能夠具備圖像傳播及語音傳輸?shù)碾p重功能，在巡檢過程中一旦發(fā)生設備故障問題可以及時實現(xiàn)作業(yè)方案的指導。并且變電站內部的監(jiān)控系統(tǒng)應當與機器人的音像傳輸系統(tǒng)進行協(xié)同聯(lián)動，在機器人檢查設備性能時，能夠做到為監(jiān)控系統(tǒng)端實時傳輸音像信息，并且還能夠通過圖像自動識別斷路器、隔離開關等設備的狀況。其次，未來每個變電站中都將有不少于兩臺的機器人進行協(xié)同合作，進而在大面積變電站中，實現(xiàn)對于多臺操作機器的快速巡檢，順利實現(xiàn)一站多機的功能。電力機器人未來不僅要實現(xiàn)功能的完善化，還要實現(xiàn)功能的細化，在巡檢導航中要確保定位的誤差不大于±10mm，并且要具有移動的靈活性能，比如在遇到不同的地形時，應當靈活的選擇直行、轉彎或是爬坡等基本運動功能，最好采用移動便捷的四驅驅動方式。

技術人員要對機器人在水平地面上的移動速度進行控制，最快速度也不能小于1.2m/s，而機器人則應當做到將自己的移動速度控制在1m/s內，對于最大移動速度的控制有助于機器人實現(xiàn)原地轉彎的功能。另外，未來電力系統(tǒng)中應用的機器人會具有更強的可靠性，在充電8h后就要保持運行性能的穩(wěn)定性，將能夠正常運行的工作時間保持在3000h左右，并且在運行期間保持整體的穩(wěn)定，應當避免時常出現(xiàn)故障情況的發(fā)生。當然，未來機器人在性能穩(wěn)定且功能強大的前提下，也考驗著技術人員的保障水平，平時要注意加強對于機器人充電室的檢查，確保能夠為機器人提供全天候的充電條件，并且室內配備的設備裝置應當具有不滲水的性質，避免機器人因受潮而出現(xiàn)故障。

3 結語

總而言之，機器人在我國電力市場具有廣闊的發(fā)展前景，在未來的很長一段時間內，我國電力市場中的電力企業(yè)都會認識到機器人在進行電力設備檢修與維修過程中的優(yōu)勢，從而大量投入人力與資金用以提升機器人的靈活性及可靠性能，促使機器人在發(fā)現(xiàn)設備故障與回饋設備故障方面的性能得以提升，不斷滿足電力系統(tǒng)復雜的運行情況，提升電力系統(tǒng)運行中的技術水平。