一、概述
电力巡检机器人是针对电力系统所开发的一款可自动分析和处理电力设备、设施状态和运行情况数据信息，为现场运维工作提供技术支持的设备。电力巡检机器人属于服务机器人范畴，服务目的在于减轻电力运维人员的运维负担、提高巡检工作效率、保障设备安全可靠运行，现已逐渐应用于电力、铁路、石化等领域。
中国电力巡检机器人行业产业链
数据来源：观研天下整理
二、发展背景及市场驱动因素分析
1、用电量稳步增长，电网向特高压、大容量发展，带动行业需求上升
根据观研报告网发布的《中国电力巡检机器人行业发展深度分析与未来投资研究报告（2022-2029年）》显示，受国内经济持续恢复发展、外贸出口快速增长等因素拉动，2021年我国用电量实现两位数增长，全年社会用电量为83128亿千瓦时，同比增长10.3%，两年平均增长7.1%。
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而为促进我国碳减排和体制机制平稳改革，2月10日，国家有关部门颁布《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，明确提出要为新能源开发、建设、并网、消纳、传输、应用做出一系列体制机制改革的指引，为新能源发展保驾护航，所以国内新能源发电迎来发展机遇。需要值得注意的是，传统发电方式向新能源发电方式的转变也在行业中带动两方面新的需求，一是时间维度上供需不平衡带动储能行业发展；二是由于我国新能源发电在空间维度上的供需不平衡导致输电距离的相应增大，而输送距离的加大又将相应的提升线路损耗，例如在输电电流一定时，电压等级越高，传输功率越大、损耗越小，所以特高压建设符合我国大规模长距离电力输送情况。
根据数据显示，2020年，我国特高压工程累计线路长度提升至2020年的35868公里，特高压跨区跨省输送电量达20764.13亿千瓦时。综上所述，随着国内用电量稳步增长及电网向特高压、大容量发展，带动我国电力巡检机器人行业需求上升。
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2、电力巡检机器人优势明显，其应用将大幅降低事故发生概率
根据数据，2016-2020年，我国城镇非私营单位电力、热力、燃气及水生产和供应业就业人员年平均工资水平从83863元提升至116728元，年复合增速达到8.62%；城镇私营单位电力、热力、燃气及水生产和供应业就业人员年平均工资水平从38605元提升至54268元，年复合增速达到8.89%，人工成本不断上涨。
电力巡检机器人替代人工成本估计
|
类别 |
数据 |
|
巡检机器人平均节约人力 |
6人 |
|
2020年电力、煤气及水的生产和供应业就业人员平均工资（元/年） |
116728 |
|
假设一线电力人员工资 |
8万元/年 |
|
单位巡检机器人节约工资 |
48万元/年 |
|
巡检机器人采购价 |
40-80万元 |
|
回收成本年限 |
＜2年 |
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与传统人工巡检相比，在电网运行中巡检环节中传统人工巡检方式对工作人员技术水平、天气等环境因素要求较高，且工作量时间较长，每个变电站平均巡检人员数量4人，而电力巡检机器人进行巡检可以按照预设时间、预设任务全天候进行巡检任务，工作人员仅需对报警项进行处置即可，配置巡检机器人后每个变电站只需保留一人，其便捷性、灵活性优势显著。
人工巡检与电力巡检机器人对比分析
|
类别 |
人工巡检 |
电力巡检机器人 |
|
巡检方式对比 |
运维人员到现场，通过手持式、红外热像仪测温，人工表计抄录，完成后手动导出设备照片，并将纸质记录数据再次录入做电子存档。 |
机器人按照预设检测时间全自动到现场进行设备测温、表计抄录。数据、报表、图片自动库存并可自由导出。 |
|
工作量对比 |
视变电站设备数及规模，每次人工全面巡检需要至少1人天。 |
机器人自动巡检，并自动生成数据报表，红外图片均可选择导出。运维人员仅需查看机器人报警项及缺陷设备即可。 |
|
客观性对比 |
人工巡检因检测人员、检测角度、检测时间等存在不固定性，数据客观性存在差异。 |
机器人按照预设任务，检测角度、检测位置、检测时间等均保持一致。 |
|
准确性对比 |
红外测温数据较机器人相同，表计抄录因距离、表计位置、抄录角度、读表误差等受到影响。在个别因角度、位置机器人难以识别的识别读取上人工有优势。 |
机器人依靠高清相机及模式识别技术，可以较为准确识别表计。对于距离较远的表计依然可以清晰拍照识别。个别设备机器人无法有效识别。 |
|
便利性对比 |
无人值守站需要运维人员到站进行检测。雷雨大风等恶劣天气时，人员无法到达设备区进行检测。 |
已部署机器人的变电站，运维人员到站后仅需查看报警项即可。已部署集控系统或远程客户端的变电站，运维人员仅需在运维站即可实现对所辖站设备情况的检测。 |
|
缺陷跟踪对比 |
缺陷设备需人工定期定时检测。 |
机器人可以按照预设巡检任务及特定缺陷跟踪，实现对缺陷设备的全天候、全时段跟踪检查，并综合数据曲线跟踪发展趋势。 |
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同时，在经济性优势方面，以亿嘉和产品为例，室外巡检机器人的单价则约为80万元/台，假设使用年限为8年、维修费用率为3%、每台室外巡检机器人的巡检效率与人工相同，一台室外巡检机器人在使用期限内的年均花费约为12.1万元，而概述上述内容可知，2020年全国城镇非私营单位就业人员平均工资116728元。如果投放到实际情况，电力巡检机器人的效率远高于人工，所以巡检智能机器人经济性较好。
电力巡检机器人的经济性估计
|
|
单价（万元） |
使用年限 |
维修费用率 |
年均费用（万元） |
2020年城镇非私营单位平均工资（万元） |
|
室外巡检 |
80 |
5 |
3% |
17.92 |
9.74 |
|
80 |
8 |
3% |
12.10 |
9.74 |
|
|
80 |
15 |
5% |
9.07 |
9.74 |
|
|
80 |
20 |
6% |
8.56 |
9.74 |
|
|
室内巡检 |
40 |
5 |
3% |
8.96 |
9.74 |
|
40 |
8 |
3% |
6.05 |
9.74 |
|
|
40 |
15 |
5% |
4.53 |
9.74 |
|
|
40 |
20 |
6% |
4.28 |
9.74 |
数据来源：观研天下整理
此外，电力属于高危作业领域，事故发生率较高，尤其是在电网运行和检修中事故发生往往会对工人生命安全造成重大威胁。根据国家能源局数据，2021前三季度数据显示，累计发生事故29起，共计死亡34人。据不完全统计，2021年电力行业共发生电力人身伤亡事故27起，造成死亡29人。因此，未来随着电力巡检机器人应用渗透率持续提高，我国电力行业发生事故概率也将降低，电力作业和巡检固有的高危行业特性也有望被改变。
2021年前三季度我国电力行业事故情况
|
2021年 |
事故数量 |
死亡 |
重伤 |
|
第一季度 |
6 |
6 |
0 |
|
第二季度 |
13 |
13 |
0 |
|
第三季度（8月） |
4 |
4 |
0 |
|
第三季度（9月） |
5 |
8 |
0 |
|
第三季度（9月） |
1 |
3 |
0 |
数据来源：观研天下整理
3、政策驱动力足，智能电网建设加速，电网投资规模稳步增长，行业快速发展
近年来，随着国家“智能电网”建设不断加快及电网投资规模稳步增长，我国电网智能化程度不断提升，但离智能电网高可靠性、高自动化率的目标仍然有一定差距，所以智能电网是电网建设持续投入的趋势和方向。而电力巡检机器人作为电力与机器人行业交叉领域，是电网智能化、自动化发展的重要实现手段，其行业发展受到电力与机器人行业政策带动，政策驱动力足。
我国电力巡检机器人行业相关支持政策
|
颁布时间 |
颁布部门 |
政策名称 |
主要内容 |
|
2021.3 |
全国人大 |
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》 |
加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设，提高电力系统互补互济和智能调节能力。 |
|
2020.9 |
发改委、国家能源局 |
《关于全面提升“获得电力”服务水平持续优化用电营商环境的意见》 |
要加强设备巡视和运行维护管理，开展配电网运行工况全过程检测和故障智能研判，准确定位故障点，全面推行网格化抢修模式。 |
|
2019.3 |
国家电网 |
《泛在电力物联网建设大纲》 |
作为智能电网的进一步深化，计划于2024年全面建成泛在电力物联网，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现业务协同、数据贯通和统一物联管理。 |
|
2018.3 |
国家能源局 |
《2018年能源工作指导意见》 |
进一步完善电网结构。继续优化主网架布局和结构，推进配电网建设改造和智能电网建设，提高电网运行效率和安全可靠性。 |
|
2016.8 |
国务院 |
《“十三五”国家科技创新规划》 |
全面部署启动科技创新2030重大项目，包括聚焦部署智能电网基础制程技术，实现智能电网技术装备与系统全面国产化。 |
|
2015.8 |
发改委 |
《关于加快配电网建设改造的指导意见》 |
采用先进物联网、现代传感和信息通信等技术，实现设备、通道运行状态及外部环境的在线检测，提高预警能力和信息化水平。 |
|
2015.8 |
国家能源局 |
《关于印发配电网建设改造行动计划（2015-2020年）的通知》 |
要求推进配电自动化和智能用电信息采集系统建设，实现配电网可观可控；持续提升配电自动化覆盖率，提高配电网运行监测、控制能力。 |
|
2015.7 |
发改委、国家能源局 |
《关于促进智能电网发展的指导意见》 |
提高电网智能化水平，推广应用输变电设备状态诊断、智能巡检技术；建立电网对冰灾、山火、雷电、台风等自然灾害的自动识别、应急、防御和恢复系统。 |
数据来源：观研天下整理
三、市场发展空间分析
目前，我国变电站和配电站已经开始采用巡检机器人进行工作，室内巡检机器人主要应用于电力配电站，室外巡检机器人主要应用于电力变电站。现阶段，我国市级行政区333个，按照平均每个市级行政区1000座配电站进行测算，全国配电站累计达到33.3万座，假设2020年市场渗透率为5%左右，2017年110kv以上的变电站约为35900座且假设其数量每年以2%的速度增加，在悲观/中性/乐观的情况下，测算出2022-2026年室内巡检机器人的渗透率为18%、22%、26%，室外巡检机器人渗透率为20%、30%、40%，对应五年巡检机器人市场规模在245-421亿元左右。
2020-2026年我国室内巡检机器人市场规模预测情况
|
市场规模 |
单位 |
2020年 |
2021年 |
2022年E |
2023年E |
2024年E |
2025年E |
2026年E |
|
|
|
配电站 |
万座 |
33.3 |
34.0 |
34.6 |
35.3 |
36.0 |
36.8 |
37.5 |
|
同比 |
% |
|
2% |
2% |
2% |
2% |
2% |
2% |
|
|
室内机器人单价 |
万元/台 |
/ |
42 |
41.2 |
39.9 |
38.7 |
37.6 |
36.1 |
|
|
同比 |
/ |
/ |
/ |
-2% |
-3% |
-3% |
-3% |
-4% |
|
|
悲观 |
渗透率 |
/ |
5% |
6.5% |
8.0% |
10.5% |
13.0% |
15.5% |
18.0% |
|
保有量 |
万台 |
1.50 |
2.21 |
2.77 |
3.71 |
4.69 |
5.70 |
6.75 |
|
|
新增量 |
万台 |
/ |
0.71 |
0.56 |
0.94 |
0.98 |
1.01 |
1.05 |
|
|
新增空间 |
亿元 |
/ |
29.73 |
23.21 |
37.49 |
37.77 |
38.05 |
37.92 |
|
|
中性 |
渗透率 |
/ |
5% |
7.0% |
9.0% |
12.0% |
15.0% |
18.0% |
22.0% |
|
保有量 |
万台 |
1.50 |
2.38 |
3.12 |
4.24 |
5.41 |
6.62 |
8.25 |
|
|
新增量 |
万台 |
/ |
0.88 |
0.74 |
1.12 |
1.17 |
1.21 |
1.63 |
|
|
新增空间 |
亿元 |
/ |
36.86 |
30.48 |
44.82 |
45.16 |
45.50 |
58.87 |
|
|
乐观 |
渗透率 |
/ |
5% |
7.5% |
10.0% |
13.5% |
17.5% |
21.5% |
26.0% |
|
保有量 |
万台 |
1.50 |
2.55 |
3.46 |
4.77 |
6.31 |
7.90 |
9.75 |
|
|
新增量 |
万台 |
/ |
1.05 |
0.92 |
1.31 |
1.54 |
1.60 |
1.85 |
|
|
新增空间 |
亿元 |
/ |
43.99 |
37.75 |
52.15 |
59.53 |
59.98 |
66.56 |
|
数据来源：观研天下整理
2020-2026年我国室外巡检机器人市场规模预测情况
|
市场规模 |
单位 |
2020年 |
2021年 |
2022年E |
2023年E |
2024年E |
2025年E |
2026年E |
|
|
|
配电站 |
万座 |
3.8 |
3.9 |
4.0 |
4.0 |
4.1 |
4.2 |
4.3 |
|
同比 |
% |
|
2% |
2% |
2% |
2% |
2% |
2% |
|
|
室外机器人单价 |
万元/台 |
/ |
80 |
77.6 |
75.3 |
72.3 |
69.4 |
66.6 |
|
|
同比 |
/ |
/ |
/ |
-3% |
-3% |
-4% |
-4% |
-4% |
|
|
悲观 |
渗透率 |
/ |
8% |
10% |
12% |
14% |
16% |
18% |
20% |
|
保有量 |
万台 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
|
|
新增量 |
万台 |
/ |
0.08 |
0.09 |
0.09 |
0.09 |
0.10 |
0.10 |
|
|
新增空间 |
亿元 |
/ |
6.69 |
6.74 |
6.79 |
6.76 |
6.73 |
6.71 |
|
|
中性 |
渗透率 |
/ |
8% |
10% |
13% |
16.0% |
19.0% |
25.0% |
30.0% |
|
保有量 |
万台 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.3 |
|
|
新增量 |
万台 |
/ |
0.08 |
0.13 |
0.13 |
0.14 |
0.27 |
0.23 |
|
|
新增空间 |
亿元 |
/ |
6.69 |
9.81 |
9.88 |
9.85 |
18.55 |
15.65 |
|
|
乐观 |
渗透率 |
/ |
8% |
11% |
15.5% |
20.5% |
25.5% |
32.5% |
40.0% |
|
保有量 |
万台 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.4 |
1.7 |
|
|
新增量 |
万台 |
/ |
0.12 |
0.19 |
0.21 |
0.22 |
0.31 |
0.35 |
|
|
新增空间 |
亿元 |
/ |
9.79 |
14.47 |
16.10 |
16.06 |
21.83 |
23.19 |
|
数据来源：观研天下整理（WYD）
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