北斗衛星同步技術在電力行業中的運用簡析

黃華林　邊巴

摘要：針對目前電力行業中應用北斗衛星同步技術系統過程中存在的問題，文章分析了西藏地區電力行業運用北斗衛星同步技術的過程，其目的是完善電力系統的通信網絡，從而保證在有線、無線網絡失效或者重大災害情況下，電力系統仍然能夠進行正常的數據通信。

關鍵詞：電力行業；北斗衛星同步技術；短報文通信傳輸；電力系統；數據通信 文獻標識碼：A

中圖分類號：TN919 文章編號：1009-2374（2016）31-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.022

隨著我國市場經濟發展進程的不斷加快，各地的現代化建設對電力行業的發展提出了更高的要求。然而同步衛星技術在電力系統實際應用過程中，因地理位置、氣候條件以及建設投資等因素的影響，使得建設和應用電訊部門的技術水平較為落后，這就嚴重遲滯了電力行業的發展。基于此，相關建設人員應充分利用北斗衛星同步技術具備的防破壞、防震能力等功能，并通過結合無線和光通信網絡建立健全電力系統通信網絡。國家電網大力發展和運用北斗衛星同步技術系統后，實現了電力數據的傳輸目標，保證了電網運行的安全穩定。

1 研究電力行業中北斗衛星同步技術運用的重要性

目前，電力行業終端設備系統的數據傳輸方式大部分依靠無線網絡來進行。在此運行條件下，無線網絡通信會因自然環境的影響，進而導致傳輸中斷。而北斗衛星同步技術，是我國自主研制的全球衛星同步系統，其能夠實現短報文的通信、精密授時以及定位等功能。與此同時，衛星系統具有防震和防破壞能力強的特點，在重大地質災害面前能快速反應，建立快速的應急指揮體系，保障人民的生命財產。這就意味著其不僅能夠提高電力系統的運行效率，還能在很大程度上提高國家安全。具體來說，其精準的定位速度以及高速的反應時間，能夠即時獲取邊防信息。但當前，北斗衛星同步系統的覆蓋范圍具有一定局限，因此相關研究人員應將其發展作為重點研究對象，以提高作用于國家安全以及電力行業的效果。

2 北斗衛星同步技術在電力行業中的運用現狀

目前，市場經濟的發展速度對電力系統的運行提出了更高的要求。具體來說，其要求主要體現在電網規模擴大、電站基站數量增加以及數字化運行方面。國內電力行業的發展建設，主要依賴于全球衛星定位系統（GPS），而該系統又受個別國家的控制。因而即使GPS系統技術的運行再成熟穩定，也存在著一定的安全隱患。例如，如果我國與該國家出現了爭端，從而導致電力行業不能繼續使用GPS系統技術，這就會造成國內整個電力系統的運行癱瘓。在此情況下，應用北斗衛星同步技術后，既具有一定的國防意義，又具備服務于電力行業進行現代化建設的作用。相關研究表明，北斗衛星同步系統的應用能夠有效解決偏遠地區的數據信息通信問題。因此，將其應用于電力企業發展、電網企業建設，能夠滿足人們對電力行業的功能性需求。

3 電力行業中北斗衛星同步技術的運用

3.1 短報文通信傳輸

短報文通信功能是滿足電力行業發展建設需求的通信傳輸系統，其能夠將精密授時與定位結合起來。具體來說，就是通過用戶機與用戶機、用戶機與地面控制中心的雙向數字報文通信功能來達到運用目的。以西藏地區的電力企業的運用過程為例，北斗衛星同步技術能夠有效作用于那些信號較弱的高空、山區以及無人區等地區。首先，系統技術運用人員要通過指揮中心實現對作業人員以及終端設備的監控。具體就是利用衛星定位技術，從而確定監控內容的所在位置。其次，利用北斗衛星同步技術的短報文服務功能，與電力作業現場的工作人員進行信息交互，以明確實際施工所遇到的問題。在此情況下，野外山區和地震災害的搶險維修工作就能夠在相對安全的情況進行電力作業。最后，由于北斗衛星同步系統具有不受無線通信網絡影響的功能，相關建設人員可通過廣播通知的方式來實現各個終端設備之間的通信。這樣一來，就能夠在很大程度上實現電力作業的聯動性以及安全防護性。

3.2 精密授時

目前，西藏電力系統建設的變電站和發電站配置BITS節點時鐘設備，采用雙時鐘的方式來接收衛星時鐘信號。具體來說，就是將北斗衛星時鐘作為主時鐘源，為站端保護、穩控、自動化等終端設備提供授時。這一目標的實現，需要站端設備達到同步標準，且誤差均不超過20～100ns。此外，電力線路或變壓器等設備發生故障后，保護、穩控裝置能在1ms內完成保護動作，將線路跳開，切除負荷，電量損失幾乎為零。值得注意的是，技術運用人員還應將自動化遠動信息傳輸至調控中心，這就為故障的處理提供了實時的參考數據。由此可見，北斗衛星同步技術的應用直接關系到電網運行的經濟效益，其能夠為電力系統運行的安全穩定提供堅強的技術支撐。

但是電力系統內部的終端設備分布具有廣泛而分散的特點，這就使其在實際作用過程中，不可避免地會存在一定程度的誤差。隨著電力系統運用時間的增加，送端與受端的誤差積累會越來越大。長此以往，電力系統的運行會逐漸失去準確的時間計量作用。針對這一問題，相關建設人員只要在送端與受端處安裝上北斗授時機，其運用的精確性就能夠有效保證各地電力系統信號的實時傳輸。據實驗調查，運用北斗授時機后，系統終端的時間信號與UTC之間的相對誤差不超過20～100ns。由此可見，北斗衛星同步技術能夠促進電力系統朝著運行檢測以及測量的同步性方向發展。

3.3 定位搜索

北斗衛星同步技術在電力行業中的運用，不僅與GPS系統的定位搜索功能相當，還提高了水平測量的精度。相關研究表明，北斗定位搜索技術能夠在原有水平精度100m（1σ）的基礎上，通過設立標校站精確到20m。而且其工作頻率也能夠達到2491.75MHz。這就意味著電力作業的軌跡查詢以及地點同步，均可得到更進一步的精確。

3.4 北斗信道傳輸的可靠性分析

對于北斗衛星信道的傳輸問題，可在實際進行電力作業的過程中，應用PDA+無線網絡的方式，來實現與供電管理部門的通訊。其中的無線網絡是用來進行作業任務數據信息的傳輸。此外，相關建設人員還可在PDA中內置GPS模塊，來提高本地衛星同步的應用以及自身位置的定位。在一些特殊的運用條件下，PDA定位數據還可與業務數據信息結合起來，當經無線網絡傳輸到系統后臺后，就實現了PDA運行位置的監控。如圖1所示，為北斗信道傳輸的過程模塊。

以西藏自治區氣象局應用北斗同步衛星系統為例，該地區通過建立北斗同步衛星數據接受中心站來獲取氣象變化。由于西藏地區具有測量面積廣以及地理環境復雜的特點，很容易導致氣象監測系統相關線路發生中斷故障。在應用該系統后，大幅度提升了氣象監測的精確性，成功地為地區經濟建設提供了保障。

值得注意的是，由于PDA與系統后臺的數據信息傳輸，均依賴于無線網絡，這就使得北斗衛星同步的信道傳輸仍沒有擺脫無線網絡的影響。在此情況下，一旦無線網絡受到故障影響或是涉及無線網絡沒有覆蓋到的區域，系統的后臺通訊就將中斷。這樣一來，電力系統建設人員不但會失去對PDA位置的掌控能力，還嚴重影響了各個PDA之間的數據信息傳遞，從而對電力作業的現場造成了不小的安全隱患。針對這一問題，相關研究人員應加大對這方面的科學研究，以盡早使電力行業的發展建設擺脫無線網絡的影響。

4 結語

綜上所述，北斗衛星同步技術在運用于電力行業后，實現了作業的精確定位、監督控制同步性以及短報文通訊功能。具體來說，在實際的運用過程中，相關建設人員應將與無線網絡的結合使用進行不斷優化，從而逐漸降低無線網絡對電力系統的作用影響。事實證明，只有在無線網絡的作用范圍減小以及北斗衛星同步技術應用范圍擴大的情況下，我國的電力行業才能呈現出健康穩定的發展狀態。

參考文獻

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