電力設備在日常使用和運轉過程中，由于受負荷、內部應力、磨損、腐蝕等因素的影響，個別部位或整體會出現形態、組分和電氣性能等方面發生改變的狀況，此性能劣化現象將降低電力設備的可靠性，嚴重者甚至會造成事故。

　　輸變電監測設備主要通過對輸、變電環節的電氣、機械等設備的運行狀態進行監測，通過各類傳感器獲取其運行狀況、運行質量的相關信息，以動態跟蹤各種劣化過程的發展狀況，以便電力運維管理部門在電力設備可能出現故障或性能下降到影響正常工作前，及時進行維修、更換，從而保障電力設備運行的安全性、穩定性和可靠性。

　　根據監測環節的不同，輸變電監測產品可分為變電監測產品和輸電監測產品兩類，其中變電監測產品包括變電在線監測產品和變電站智能巡檢機器人。

　　一、變電監測產品

　　①變電在線監測產品

　　變電在線監測產品主要包括智能除濕器、變壓器油中氣體在線監測系統、GIS 局部放電在線監測系統、鐵芯接地在線監測系統、紅外測溫在線監測系統、SF 6 微水密度在線監測系統等。該類產品的監測對象為變電站內的重要設備，如變壓器、斷路器、GIS 組合電器、容性設備等。

　　②變電站智能巡檢機器人產品

　　智能巡檢機器人屬于電力特種服務機器人系列的一種，主要用于替代人工完成電力設備檢測中遇到的急、難、險、重和重復性的工作，以解決傳統檢測質量分散、手段單一、智能化水平低等方面的不足，將巡檢人員從繁重的工作中解放出來，為電力系統無人或少人值守和智能化管理提供一種有效的檢測、監測手段。于 2013 年著手開展智能巡檢機器人的市場調研工作；2014 年初啟動該產品的研發；2015 年 12 月產品順利推出市場實現銷售，并迅速獲得市場認可。

　　變電站智能巡檢機器人通過在自主移動平臺上搭載可見光攝像機、紅外熱像儀和聲音采集器等檢測設備組成智能巡檢機器人車載子系統，開發智能巡檢機器人本地監控后臺和智能巡檢機器人遠程集控后臺系統一同構建完整的智能巡檢機器人巡檢系統。以此來代替人工完成對變電站內的各類電力設備進行外觀檢測、表計讀取、紅外測溫、位置識別以及噪聲診斷等工作。

　　隨著智能電網建設和物聯網技術的快速發展，變電站智能巡檢機器人的應用已不再局限于替代人工巡檢的任務，通過融合電網設備狀態檢（監）測技術，整合監測場所的各類在線檢（監）測數據，以大數據平臺為基礎，以物聯網為紐帶，關聯 PMS 系統及其它異構數據系統，逐步形成了電網設備狀態檢修輔助決策系統。

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　　（1） 輸電監測產品

　　輸電監測產品主要包括輸電線路圖像/視頻在線監測裝置、輸電線路覆冰厚度在線監測裝置、輸電線路微氣象在線監測裝置、輸電線路導線溫度在線監測裝置等。該類產品主要應用于架空輸電線路本體運行狀態、氣象、通道環境等信息的在線監測。

　　二、配電及自動化控制設備

　　配電網直接面向用戶，其自動化程度直接影響電力系統的供電可靠性和供電質量。配電及自動化控制設備是運用計算機技術、自動控制技術等技術手段，對配電網故障區段進行定位、自動隔離，減少停電范圍和停電時間，降低維護工作量，提高整個配電系統的效率。

　　三、電力系統中的應用

　　電力系統主要包括發電、輸電、變電和配電及用電等環節，在電力系統中的應用如下圖所示：

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　　四、 行業發展背景

　　電網設備制造業依托于電網的建設與發展狀況。當前，智能電網已成為世界范圍內的發展趨勢，而智能電網必須具備高可靠性及高自動化率，為達到此目標，一方面電網設備需實現智能化，另一方面配電自動化需達到更高的水平。在此背景之下，輸變電監測行業、智能巡檢機器人行業和和配電及自動化控制行業迎來發展契機。

　　1、我國電力系統的構成

　　電力系統由發電廠、輸電環節、變電環節、配電環節及電力用戶組成，其構成如下圖所示：

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　　由上圖所示，發電廠生產出電能，經變電、輸電及配電等環節配送到用戶，從而完成電能從生產到消費的整個過程。發電環節與用戶環節之間的網絡及設備即為電網。

　　2、我國電網的發展概況

　　（1）電網發展歷程

　　就規模而言，我國電網發展經歷了局部電網、跨省互聯電網及跨區域互聯電網 3 個階段，具體如下所述：

　　①局部電網的形成

　　該階段大致截止于 20 世紀 60 年代末 70 年代初。1970 年以前，我國電網容量普遍偏小，除東北、華東和京津唐地區外，大部分電網的最高運行電壓僅為110kV。由于電網系統規模偏小，事故抵御能力低下，電力系統可靠性及電能質量均處于較低水平。為解決以上問題，以大、中城市為中心的配電網逐步通過220kV 線路相互連接，以 220kV 線路為主網架、以省域為主要覆蓋范圍的局部電網開始形成。

　　隨著國民經濟的不斷發展，用戶對電力的需求越來越大，對供電可靠性的要求也越來越高，這從客觀上推動了后續聯網規模持續擴大。

　　②跨省互聯的發展階段

　　該階段為 70 年代初至 80 年代末，在該階段，很多地區逐步由孤立的 110kV、220kV 電網互聯形成 220 或 330kV 的省級乃至跨省電網。至 1989 年，我國已形成包含東北電網、華北電網、華東電網、華中電網、西北電網、川渝電網、南方互聯電網（含香港電網和澳門電網）在內的 7 個跨省電網。從該階段成果來看，無論是電網規模方面，還是網絡結構、電壓等級方面都已取得巨大成就，為后續跨大區聯網奠定了基礎。

　　③跨區域互聯的發展階段

　　該階段為 80 年代末至今。在前階段跨省互聯的基礎上，跨大區聯網開始逐步實現。1989 年 9 月，華中、華東電網間的±500kV 超高壓直流輸電工程正式投入運行，標志著我國從省際聯網向跨大區聯網邁進。至 2016 年，我國在運、在建特高壓輸電工程共計 17 項，總線路長度已超過 2.8 萬公里。電網互聯規模的擴充，直接帶動了電網投資的增長。近年來，我國電網投資
規模如下圖所示：

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　　在經過前述三階段的發展，我國電網建設雖然已經取得巨大的成就，但是仍存在電網智能化水平低，配電網絡的城鄉差異大、自動化覆蓋率低的問題，電網的現狀離智能電網高可靠性、高自動化率的目標仍有較大距離。

　　（2）智能電網簡述

　　智能電網，是一個高度智能化、自動化的電力網絡，通過各類傳感器對電網內關鍵設備的運行狀況進行實時監控，經網絡系統收集、整合所得數據并進行分析和判斷，最終實現對整個電力系統的優化管理。隨著智能電網現實意義的不斷凸顯，我國對智能電網逐步由概念探討階段演進到現實推進階段。

　　①我國智能電網的政策演進

　　2009 年 5 月，國家電網首先在“2009 特高壓輸電技術國際會議”上首次提出“堅強智能電網”概念。所謂堅強智能電網，是指以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎、通信信息平臺為支撐，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節并覆蓋所有電壓等級，具有信息化、自動化、互動化特征，可實現“電力流、信息流、業務流”高度一體化融合，具有堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放和友好互動內涵的現代電網。

　　②我國電網智能化改造的目標

　　電網智能化改造是一個系統工程，就輸電、變電和配電環節而言，其智能化建設目標如下圖所示：

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　　在輸電環節，需實現全網雷電活動聯網探測和高精度定位、全部特高壓線路和大跨越桿塔狀態在線監測、主要災害多發區和微氣象區監測等功能。

　　在變電環節，變壓器、電抗器、斷路器、GIS、電力電纜、高壓套管等設備故障率相對較高、故障影響較大，需對其進行及時可靠的工況檢測、監測，并對工況信息進行及時傳輸匯總。

　　在配電環節，通過采用先進的自動化、通信和信息技術，分階段、分層次地規劃和實施，逐步提高配電網絡（主要包括配電主站、配電終端、配電子站和通信通道等部分）的自動化水平，實現配網調控一體化和智能化。

　　五、行業發展現狀

　　輸變電監測設備（含智能巡檢機器人）、配電及自動化控制設備兩大系列。因智能巡檢機器人行業描述單獨列示，子行業可分為輸變電監測行業、配電及自動化控制行業和智能巡檢機器人行業。由于輸變電監測設備（含智能巡檢機器人）、配電及自動化控制設備的功能契合了智能電網建設以提升電網管理自動化、智能化水平這一目標，在智能電網大發展的背景下步入了快速發展的階段。

　　1、輸變電監測行業概況

　　電力設備是電力網絡的重要組成部分，設備的狀態直接關系到電網的穩定運行，因此對電力設備進行預判性的監測、觀察及修理是保障設備安全、電網穩定運行的重要手段。隨著電網規模的不斷擴大，設備數量的不斷增多，傳統的管理與檢修技術已經不能滿足需求，如何有效把握設備狀態、降低檢修成本、提高設備使用壽命、增加技術人員的檢修效率和質量是目前所面臨的問題。

　　（1）電力設備的檢修模式

　　電力設備的檢修模式的發展大致可以分為三個階段：事故檢修—定期檢修—狀態檢修。事故檢修是 20 世紀 50 年代以前主要采取的方式，即在設備發生故障或事故以后進行檢修；定期檢修是一種基于時間的檢修，其理論依據是：設備能通過定期檢修，周期性地恢復到接近新設備的狀態。

　　狀態檢修是通過對設備狀態進行監測后根據其健康狀態安排檢修的一種策略。該種檢修方式起源于20世紀60年代美國航空工業飛行器的設備檢修工作中，1978 年開始廣泛應用于美國海軍艦艇的設備檢修，20 世紀 80 年代又在核工業中推廣應用，并很快發展到電力工業的電力設備檢修中。因此狀態檢修是按設備的實際運行情況來決定檢修時間與部位，針對性較強，且經濟合理。

　　（2）電力設備狀態檢修與輸變電設備監測關系

電力設備狀態檢修的基礎是確定設備的狀態，監測設備則為此提供基礎。輸變電監測設備主要通過對輸、變電環節的電氣、機械等設備的運行狀態進行監測，通過各類傳感器獲取其運行狀況、運行質量的相關信息，動態跟蹤各種劣化過程的發展狀況，以便電力運維管理部門在電力設備可能出現故障或性能下降到影響正常工作前，及時進行維修、更換，從而保障電力設備運行的安全性、穩定性和可靠性。

　　（3）電力設備監測的方式

　　電力設備監測的手段主要包括帶電檢測、在線監測和離線檢測等三種。其中，帶電檢測是指對運行狀態下的電力設備狀態量進行現場檢測，例如巡檢人員使用便攜式紅外測溫儀進行溫度檢測、巡檢機器人對電力設備的紅外檢測等；在線監測一般采用相關設備或儀器，安裝在被監測的設備上，用來對被監測設備進行不間斷實時在線監測，如對變壓器油中溶解氣體的監測；離線檢測一般通過定期對停止運行的設備進行規定項目的檢查，發現設備的問題和隱患。帶電檢測、在線監測一般與狀態檢修模式相匹配；離線監測則與被動檢修、定期檢修的模式相匹配。

　　（4）輸變電監測行業發展現狀及趨勢

　　隨著社會經濟的快速發展，電網規模不斷擴大，設備數量急劇增加。技術水平的提高、運行標準要求的日趨嚴格以及電網智能化發展的快速推進，傳統的電力設備計劃檢修制度已不能適應電力網絡和企業發展方式的需要；并且，輸變電設備是電網的重要固定資產，如何與時俱進的提升資產管理效率，對電網意義重大。因此，狀態檢修模式獲得電網的全面推廣，從而輸變電監測行業獲得了廣闊的發展空間。

　　①電網的發展要求推廣狀態檢修，配套監測設備市場空間巨大

　　在電力工業發展過程中，電力設備的檢修管理模式也歷經變遷。在其發展初期，檢修管理以故障檢修模式為主；到 20 世紀中、后期，則以定期計劃檢修為主；進入 21 世紀后，電網規模迅速擴大，由于定期計劃檢修模式針對性不強，既造成部分檢修資源的浪費，又因檢修人員不足而導致部分設備的“失修”。

　　狀態檢修的意義重大：首先，過去由于缺乏科學的評價標準和方法，加上積累的資料有限，對設備健康水平的掌握既不全面、也不準確、更不系統，推行狀態檢修后，可以對設備狀態的評級可以做到更加準確、全面和系統；其次，由于狀態評價后對設備健康水平有了準確、全面而系統的掌握，大大增強了設備檢修的針對性；再次，可以大幅降低原先檢修模式的作量，檢修質量和設備健康水平也能得以提高，為電網資產全壽命周期管理工作奠定了基礎。

　　在電力系統實施狀態檢修可以提高設備利用率 2%~10%，節約檢修費用 25%~30%，延長設備使用壽命 10%~15%。鑒于此，我國從“十一五”時期開始，逐步加大對電力設備監測技術，如在線監測、帶電檢測等技術的研發和試點力度，為全面推廣實施狀態檢修提供了必要的條件。

　　②智能電網建設，需要監測設備的配套

　　智能電網將通信技術、計算機技術、傳感測量技術、控制技術等諸多先進技術和原有的電網設施進行高度融合與集成，形成新型電網，代表了未來電網的發展趨勢。

　　全面實施輸電線路狀態檢修和全壽命周期管理，建設輸變電設備狀態集中監測中心，實現對特高壓線路、重要輸電走廊、大跨越、災害多發區的環境參數和運行狀態參數的集中實時監測和災害預警。

　　全面建設智能變電站，推廣應用在線監測、狀態診斷、智能巡檢系統，建立電網對山火、冰災、臺風等各類自然災害的安全預警體系。隨著智能電網建設的不斷深入，作為智能化基礎的輸變電監測行業將迎來新一輪的發展契機。

　　2、配電及自動化控制行業發展概況

　　建設智能電網，第一要務便是解決供電可靠性問題，而配電自動化是提高供電可靠性的必要手段，也是建設智能配電網的必由之路。

　　配電及自動化控制設備大體包括配電管理設備及饋線自動化設備，是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段，對配電網進行離線與在線的智能化監控管理，使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態。

　　（1）配電及自動化行業發展歷程

　　我國配電自動化發展工作起步于 80 年代末，隨著堅強智能電網建設的提出，在總結之前的經驗教訓基礎上，國家電網于 2009 年重新制定了智能電網配電環節的發展戰略、技術導則及建設改造原則，并于 2010 年開展新一輪的配電自動化建設。南方電網也從 2009 年開始逐步啟動配電自動化的規模試點建設，在廣州、深圳、佛山、珠海等 12 個城市開展了試點工作。

　　就技術而言，配電自動化系統大致經歷了三個發展階段。第一階段：主要是借助非智能的自動化設備（如重合器和分段器等）來加快故障的查找、停電區域隔離和健全區域的恢復供電，沒有智能分析故障和記錄、管理等功能。第二階段：基于遠程監控裝置，智能終端裝置，利用通信網絡、監控計算機和饋線智能終端等實現配電自動化。這個時期的配電自動化系統主要包含了遠程監控、故障隔離、電能管理等功能。第三階段：隨著計算機技術的發展，在第二階段的基礎上開發了地理信息系統等，形成了集合 SCADA 系統、設備管理，仿真調度，故障呼叫，電能管理等一系列功能的綜合配電系統。

　　（2）配電及自動化的基本框架

　　配電自動化系統結構根據系統大小一般分為三層或兩層：三層結構為主站層、子站層、終端層；兩層結構為主站層、終端層。主站層是整個配電網監控和管理系統的核心，實現配電網的監測和控制，分析配電網運行狀態，協調配電子網之間關系，對整個配電網絡進行有效管理。子站層作為中間層，它將饋線終端設備（FTU）、配電變壓器配電終端（TTU），開閉所配電終端（DTU）采集的各種現場信息中轉給配網控制中心的通信處理機。

　　對于配網中監控設備較多，設置子站層可以提高通信效率。子站層常設在變電站或大型開閉所內，向下與終端層通信、向上與主站層通信。在一些較小的配電網中，監控設備較少，可以不設置子站層。終端層是整個系統的基礎，它實現對柱上開關、配電變壓器、開閉所等各種現場信息的采集處理及監控功能，主要包括FTU、TTU、DTU 等。配電自動化系統各層通過通信線路連接起來，完成對配電網的監控和管理。

　　（3）我國配電網自動化發展現狀及趨勢

　　配電網直接面向工業企業和電力用戶，其自動化 程度直接影響系統的供電可靠性和供電質量。我國配電網分布廣、設備多、網架結構較為薄弱。與歐美國家相比，我國配電自動化程度還處于較低水平，城市配電網饋線自動化率不足10%，而部分發達國家則達到 60-70%。發改委、能源局在《電力發展“十三五”規劃（2016-2020 年）》中提出，加大配電自動化建設，到 2020 年實現整體配電自動化覆蓋率達 90%。

　　2015 年，能源局在印發的《配電網建設改造行動計劃（2015-2020）年》中明確提出：通過實施配電網建設改造行動計劃，有效加大配電網資金投入。2015-2020 年，配電網建設改造投資不低于 2 萬億元，其中 2015 年投資不低于3,000 億元，“十三五”期間累計投資不低于 1.7 萬億元。綜上可見，隨著國家在配網領域的投資規模逐步加大，配電及自動化行業迎來快速發展機遇。

　　3、智能巡檢機器人行業發展概況

　　（1）智能巡檢機器人行業概況

　　智能巡檢機器人屬于輸變電監測行業的新興子行業，其基本功能為移動監測平臺，屬于監測技術與機器人技術相融合的新型監測設備，可以實現對變電站、開閉所等場所內的電力設備進行帶電監測，其產生及推廣是基于智能電網建設的需求。在智能電網建設布局中，積極利用機器人等現代技術手段發展智能作業，提升電力行業的作業效率，提升供電可靠性，降低成本，已成為智能電網建設的重要組成部分。

　　（2）智能巡檢機器人的市場概況

　　①符合智能電網發展趨勢

　　近年來，兩大電網大力推廣智能巡檢機器人在電力系統中的應用。2015 年，國家電網在中國電力科學研究院建立智能機器人入網檢測試驗室，并制定出階段性發展目標：“2018 年，開展小型化、工具化機器人應用試點，建成變電站智能機器人巡檢信息管理平臺；2020年，全面推廣小型化、工具化機器人，在系統變電運維班組內進行全面配置”。

　　②變電站智能化建設，市場需求巨大，供應商較少

　　截至 2014 年底，我國正在運行的 110kV 及以上變電站數量約為 33,021 座。即使不考慮其新增數量，若實現現有全部變電站的無人值守，也存在巨大的市場需求。