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智能运维已至电力系统重要“风口”

作者:下载ag娱乐 发布时间:2020-07-11 15:53 点击:

  我们测算2018-2020年变电站/配电站巡检机器人市场空间分别为72/405亿元。亿嘉和招股说明书数据显示,国家电网自2013年开始集采变电站巡检机器人,截至2017年保有量约1,000台,2020年国内110KV及以上的变电站数量将超过3万个,需求缺口大;2015-2017年亿嘉和的配电站巡检机器人销量分别为50/270/448台,呈高速增长态势。

  如果智能电网无人巡检推进顺利,我们测算2018-2020年国网系统巡检机器人市场总需求约为477亿,年均市场需求约159亿;其中,变电站巡检机器人合计9,000台,市场空间72亿元;配电站巡检机器人合计8.1万台,市场空间405亿元。

  预计2016-2020年智能电网总投资保持高位。2010年3月的《国家电网智能化规划总报告(修订稿)》显示,2016-2020年智能电网建设进入第三阶段,投资额为1,750亿元,占电网投资比例由11.67%升至12.5%。

  2010年9月的《国家电网公司“十二五”电网智能化规划》将第二阶段投资总额调整为2,861亿元,占比升至19.07%。2016-2017年国网电网投资为4,964/4,854亿元,2018年计划投资4,989亿元,按《规划总报告》中12.5%的比例计算,2016-2018年智能电网投资分别为621/607/624亿元。

  假设2019-2020年电网总投资规模维持在4,900亿元左右,我们预计2016-2020年智能电网合计投资将达到3,076亿元。我们认为,智能电网投资总额有望保持高位。

  智能运维将成为投资重点。国网“十二五”对电力系统固定资产投资建设高峰结束,投资重点将从“基础建设”向“运维”转变,基数庞大的电力设备的监控、维护、保养等需求都将充分释放。

  美国电力研究院(EPRI)和施工规范协会(CSI)的统计数据表明,在电网系统实施状态检修可以提高设备利用率2%~10%,节约检修费用25%~30%,延长设备使用寿命10%~15%。

  现阶段国家电网的运营管理能力已经跟不上电网发展的节奏,国家电网也必将在投资规划方面更多地向电力系统运维和管理方向倾斜。

  电网信息化、自动化、智能化升级必将带来更多高技术含量的电力二次设备的投资,我们预计“十三五”期间,电力系统智能巡检产品及服务市场将成为电力系统投资的重要“风口”。

  国网“十二五”智能化规划已改进变电站运行管理方式,从传统有人值班逐步向集中监控、无人值班方式转变。

  2015年,中国电力科学研究院(国网直属科研单位)建立智能机器人入网检测试验室,并制定出阶段性发展目标:2018年,开展小型化、工具化机器人应用试点,建成变电站智能机器人巡检信息管理平台;2020年,全面推广小型化、工具化机器人,在公司系统变电运维班组内进行全面配置。

  南网自2016年开始全面推行“机巡+人巡”运维模式。南网公司在2013年底首个变电站智能巡检机器人投入使用后,推广应用工作开始逐步展开;2016年,南网“十三五”部署全面推行“机巡+人巡”运维模式,指出要推广智能作业、无人机、机器人等先进技术,加快推进设备在线监测、带电检测,开展机器代替人、“互联网+”、大数据的研究应用。

  2018年5月,南方电网正式提出《智能技术在生产技术领域应用路线方案》,机器人技术有望全面应用于南网系统现场作业。

  智能化巡检机器人无论在技术应用和功能实现方面,还是成本控制方面都对电网巡检运维的安全性、可靠性、稳定性产生积极作用,电力系统对智能化巡检机器人具备较高接受度。

  电力系统是一个由众多发电、输电、变电、配电、用电设备连接而成的大系统,随着大容量、超高压、交直流混合、长距离输电工程的投入运行,系统复杂性显著提升。

  输电、变电、配电设备是电网稳定可靠运行的关键,努力提高电网安全运行能力、维护电力系统安全稳定成为国家能源安全的必然要求。而电力系统智能巡

  检是保证电力设备健康运行的必要手段,国内庞大的电网规模和输变电设备存量,以及智能电网建设对自动化、智能化设备的投资,客观上为电力设备智能巡检业务提供广阔空间。

  输电设备巡检模式大致可分为故障巡检(BM)、周期性巡检(TBM)和状态巡检(CBM)三种。由于状态巡检可以克服定期检修方式下的局限性,能够及时发现潜伏性故障,降低事故率,并通过提高检修的针对性,提高设备使用率,减少停机时间和开停机次数,延长设备使用寿命,因此随着电网规模扩大与智能化水平提高,这种预防性巡检必然替代以往传统的巡检模式。

  传统的变电站、配电站房巡检主要是通过人工方式,结合检测仪器对变电设备进行简单定性的检查,该方式存在劳动强度大、检测质量差、主观因素多等缺陷。

  近年来,随着信息技术发展和危机监控技术在变电站、配电站房的推广使用,智能巡检机器人系统因其灵活的控制/运行方式、不受天气因素影响等优点,逐渐在无人值班或少人值守的变电站和配电站房执行巡检任务,为及时发现和消除设备缺陷,预防事故发生,确保设备安全运行发挥了一定的作用。

  根据我们的调研数据,每个变电站平均巡检人员数量4人,配置巡检机器人后每个变电站只需保留一人,每个巡检机器人服务两个变电站计算,则每台巡检机器人可节约巡检人员6人。国家统计局数据显示,2017年电力、煤气及水的生产和供应业就业人员平均工资约为9万元/年。

  考虑到电力巡检人员属于一线人员,我们假设其平均工资为6万元/年,则每台巡检机器人每年节约人员工资36万元,以每台变电站巡检机器人80~110万元采购成本计算,3年左右即可收回成本。

  AI直接影响巡检机器人的功能和应用水平,技术进步将加快智能巡检机器人普及率与更新换代节奏。AI技术在电力智能巡检机器人的应用主要包括:自主移动、控制与驱动、定位导航以及传感器数据采集、图像处理、语音采集与处理、专家系统分析与决策、大数据分析等方面。

  换言之,AI在每一个领域的突破和发展,都会对电力智能巡检机器人核心功能、平台特性、数据运维管理、专家决策与预警等起到推动作用。具体来说:

  1) 环境智能监控:环境健康是设备安全运行的基础,在出现危机的条件下,传感器控制用于调节环境的风机、灭火器、报警器、排水装置等实现环境智能监控。环境智能监控需要AI在数据处理、模式识别、环境联动控制等方面起到重要作用。

  2) 机器人即时定位与地图构建(SLAM):机器人即时定位与地图构建是机器人实现各类采集任务、运维操作的基础,而定位的精度、防跌落功能、导航避障功能都有赖于AI算法的先进程度和可靠性。

  3) 机器人控制与决策:机器人在底层伺服驱动、路径规划、任务管理等方面均有前馈控制、神经网络控制等AI算法的应用,未来随着电力巡检机器人结构更加多样化、环境适应性提升以及任务多样化,对AI的依赖度将不断提升。

  4)机器人数据采集与处理:AI在视频、图像、语音等领域的不断发展,推动了电力巡检机器人在图像处理、设备音频采集与判断、传感器数据采集与处理等方面的能力逐步提升。各种深度学习算法的不断应用,将有效提升图像识别的适应性和准确性。

  5) 大数据平台与专家系统:数据进入平台后,通过多维度的数据关联分析和数据挖掘等技术,结合专家系统等管理工具,进行辅助决策与判断,从而提升运维管理水平。

  下游客户采购垄断地位突出。国网系统(包括后续的南网系统)在电力设备采购方面垄断地位突出,采购数量和采购金额大,因此国网系统对行业的竞争格局有一定的影响力。具体表现为:(1)国网体系制定了一套复杂的招投标体系,并通过招投标体系制定市场参与规则;(2)对集中招标的设备提出产品的技术、功能认证证书,设立准入门槛。

  变电站巡检机器人行业市场格局较为集中。变电站巡检机器人行业主要参与者有6家:山东鲁能、深圳朗驰、亿嘉和、浙江国自、浙江大立、杭州申昊。从2016年国网室外机器人集中招标中标数量/金额来看,山东鲁能和深圳朗驰居第一梯队,市场份额均在25%以上。返回搜狐,查看更多

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