智能电网巡检技术现状及发展趋势

智能电网巡检技术现状及发展趋势电网作为能源输送的核心枢纽，其安全稳定运行直接关系到国民经济与社会民生。智能电网巡检技术通过融合物联网、人工智能、机器人等前沿技术，实现了电网设备状态的精准感知与主动运维，成为提升电网可靠性的关键支撑。本文从技术应用现状、现存挑战及未来发展趋势三个维度，系统剖析智能电网巡检领域的演进路径，为行业实践提供参考。一、技术应用现状：多维度感知体系初步成型（一）无人机巡检：突破地形限制的高效手段无人机巡检凭借灵活机动的优势，已广泛应用于输电线路、跨区域电网的巡检场景。搭载高清相机、红外热成像仪的无人机，可在复杂地形（如山区、荒漠）中快速捕捉导线断股、绝缘子破损、杆塔倾斜等隐患。例如，在西南山区的特高压线路巡检中，无人机通过激光雷达扫描生成三维点云模型，结合AI算法自动识别塔材腐蚀、鸟巢搭建等异常，将传统人工巡检需数天的工作量压缩至数小时。不过，极端天气（如暴雨、雷暴）和电磁干扰仍会限制其作业范围，续航能力与抗风性能也需进一步优化。（二）机器人巡检：变电站与复杂设备的“常驻卫士”针对变电站、换流站等封闭场景，轮式、履带式巡检机器人已实现常态化部署。这类机器人集成了视觉识别、红外测温、局部放电检测等功能，可自主导航避障，对开关柜、变压器等设备进行“地毯式”巡检。在沿海高盐雾地区，涂覆防腐涂层的爬壁机器人能攀爬输电塔，检测螺栓松动、焊缝开裂等隐蔽缺陷。但机器人的运动灵活性受地面平整度、设备布局限制，且复杂环境下的定位精度（如GPS信号遮挡）仍需依赖多传感器融合（如UWB、惯性导航）提升。（三）在线监测系统：全时段的“神经末梢”分布在电网设备上的在线监测装置（如光纤光栅传感器、微气象站、局放传感器）构成了实时感知网络。以变压器为例，油中溶解气体监测（DGA）结合机器学习算法，可提前数月预警绝缘故障；输电线路的覆冰监测系统通过张力传感器与图像识别，精准判断覆冰厚度，为融冰决策提供依据。然而，海量监测数据的传输、存储与分析面临挑战，部分老旧设备的通信接口不兼容，导致数据孤岛现象突出。（四）红外与激光技术：精准诊断的“透视眼”红外测温技术在设备发热缺陷检测中应用成熟，通过热成像仪捕捉接头松动、套管老化等热异常，已成为变电站巡检的标配工具。激光雷达则通过三维点云重构电网设备空间结构，辅助规划无人机巡检路径、识别树障隐患。但红外测温精度受环境温度、湿度影响，激光雷达的数据处理（如点云降噪、特征提取）对算法算力要求较高，中小运维单位的技术门槛仍较显著。二、现存挑战：技术迭代与场景适配的双重压力（一）复杂环境的适应性瓶颈电网覆盖地域广阔，从高海拔冻土区到沿海台风带，巡检设备需应对极端温差、强电磁干扰、盐雾腐蚀等复杂工况。例如，高海拔地区的无人机电池续航能力骤降，沿海机器人的防腐涂层易剥落，导致设备寿命缩短、维护成本上升。现有技术对多场景的普适性不足，需针对性优化硬件设计与算法模型。（二）多源数据的融合难题无人机、机器人、在线监测系统产生的多模态数据（图像、温度、振动、局放等）格式异构、精度参差，如何实现“数据-信息-知识”的转化是核心挑战。当前多数运维平台仅能实现数据的简单汇聚，缺乏对多源数据的关联分析（如将红外热像与局放数据结合诊断设备绝缘状态），导致隐患识别的漏报、误报率较高。（三）成本与运维的平衡困境高端巡检设备（如激光雷达无人机、智能巡检机器人）的采购成本高昂，且依赖专业团队进行算法调优、设备维护。中小电网企业受预算限制，技术升级动力不足；而设备厂商的定制化服务能力参差不齐，导致“重采购、轻运维”现象普遍，技术应用的性价比待提升。（四）标准体系的碎片化智能巡检领域缺乏统一的技术标准与数据规范，不同厂商的设备接口、数据格式不兼容，阻碍了跨平台的协同作业。例如，无人机巡检的缺陷识别算法未形成行业共识，导致不同企业的识别结果难以互认，影响运维决策的一致性。三、发展趋势：智能化、融合化与生态化的演进方向（一）智能化升级：从“感知”到“认知”的跨越AI算法将深度融入巡检全流程：基于Transformer的缺陷识别模型可提升复杂场景下的准确率（如区分鸟窝与异物）；强化学习算法赋能机器人自主决策（如动态调整巡检路径避开突发障碍）；数字孪生技术构建电网设备的虚拟镜像，通过实时数据映射实现故障模拟与寿命预测。边缘计算节点的部署将减轻云端算力压力，实现“设备端快速预警、云端深度分析”的分级处理。（二）多技术融合：构建泛在协同的巡检网络5G+北斗的组合将突破传统巡检的时空限制：5G的低时延特性支持无人机、机器人的远程操控与高清视频回传，北斗高精度定位（厘米级）解决复杂环境下的导航难题。同时，无人机与机器人的“空-地”协同成为趋势——无人机完成大范围快速扫描后，机器人深入变电站等场景开展精细化检测，形成“全局-局部”的立体巡检体系。（三）绿色化与轻量化：适配新型电网场景随着“双碳”目标推进，巡检设备将向绿色能源驱动转型：太阳能无人机、氢能机器人可降低对电网的能源依赖；设备轻量化设计（如折叠式无人机、模块化传感器）便于携带与部署，适配分布式光伏、储能电站等新型电网设施的巡检需求。（四）标准化与产业化：降低技术应用门槛行业协会与龙头企业将主导建立统一的技术标准（如缺陷分类规范、数据接口协议），推动设备互联互通与数据共享。同时，巡检服务的产业化模式（如第三方运维、设备租赁）将普及，通过规模效应降低中小电网企业的技术使用成本，加速智能巡检技术的普惠化。结语智能电网巡检技术正从“单点突破”向“系统协同”演进，其核心价值在于通过技术融合实现电网运维的