北斗精確定位技術在智能電網中的應用

摘 要：北斗系統建設的意義在于定位系統自主化，這對于國家戰略安全具有重要的意義。電網運行的安全和穩定直接關系到國家戰略安全，因此國家電網公司有責任也有義務盡快推廣使用北斗系統，這有利于電網安全，同時也符合國家安全戰略。

關鍵詞：北斗;高精度;智能;電網

0 引言

北斗系統是真正屬于中國的“北斗星”，在北斗三代技術體系下，北斗系統在信號體制上比GPS更加優越，RTK精度在平面上可達厘米級，可靠性更高，具有更好的抗干擾能力。隨著北斗三代系統的規劃實施，對電力系統高精度授時及全網時間同步、故障測距、遠程抄表、電力巡檢搶修等環節提供了更可靠的保障。“北斗+電力”可保證電網運行更加安全高效，降低供電故障率，維護國家的電力信息安全。

智能電網對于高精度定位技術有迫切的需求，如電力設施形變監測、防破監測和輸電線舞動監測等。隨著北斗系統可靠性、精度、穩定性的進一步提高，足以滿足智能電網的應用需求，可以全天候實時監測桿塔形變、外破和輸電線舞動等，有力保障電力供應系統安全、穩定、高效的運行。在電網的位置服務方面，可實現全天候、無盲區的對應急車輛提供導航定位、位置上報、監控管理、指揮調度、安全保密、路徑優化、應急救援等服務，能有力保障應急搶修車輛在各種突發情況下對電力設施的檢修和搶險，提高智能電網的工作效率。

1 北斗技術在電力系統的應用

1.1高可靠高精度授時技術的應用

電力系統是與時間頻率密切關聯的大工業系統。無論電壓、電流、相角、功角變化，都是基于時間抽的函數。電力系統的快速發展，對時間頻率同步的要求日益迫切，需要準確、安全、可靠的時鐘源，為電力系統各類運行設備提供精確的時間基準。 我國電網的各級調度機構、發電廠、變電站、集控中心等需要統一的時間參考基準，以滿足各種系統。例如，調度自動化系統、能量管理系統（EMS）、生產信息管理系統、監控系統，以及各種設備，例如，繼電保護裝置、智能電子設備、事件順序記錄（SOE）、廠站自動控制設備、安全穩定控制裝置、故障錄波器、RTU遠動等裝置，對時間同步的要求，確保實時數據采集時間一致性，提高線路故障測距、相量和功角動態監測、機組和電網參數校驗的準確性，從而提高電網事故分析和穩定控制的水平，提高電網運行效率和可靠性，適應我國大電網互連，特高壓輸電的發展需要。

1.2 基于高精度定位技術應用

北斗高精度定位技術進行應用針對電力行業的一些特殊場景，如風輪機鐵塔監測、災害監測以及無人機巡檢。

（1）桿塔監測

利用北斗高精度定位技術，滿足電力桿塔檢測對精度要求（厘米甚至毫米級），對桿塔進行實時監測，并將監測數據傳送至后臺處理，后臺分析監測數據，并為后續預警和巡檢工作做好準備。

（2）災害監測

目前，我國有較大一部分的水電站、變電站建設在深山、河流附近，地理環境復雜，自然災害時常發生，給電網安全造成重大影響。利用北斗高精度定位技術，主要針對滑坡、危巖、泥石流、塌岸等場景，實時監測有災害隱患的危險區域，將采集到的數據傳送到后臺監測中心進行模擬演算，根據演算結果決定是否發送預警信息，切實做好防災減災工作，減少自然災害帶來的破壞。

（3）無人機巡檢

我國高壓輸電線路長度大，傳統的人工線路巡檢危險性大，效率低，成本高，尤其是一些偏遠山區、無人區，線路巡檢難度更大。將北斗系統與無人機結合，利用北斗高精度定位技術，制定高精度的輸電線巡檢路線，可精確定位輸電線路的故障點，同時對故障點進行超近距離檢查，更快的找出故障原因。北斗無人機線路巡檢可大大提高電力運維的速率，使得許多工作能夠在完全帶電的情況下迅速完成，確保了用電安全;與有人直升機線路巡檢相比，北斗無人機線路巡檢大大降低了勞動強度，有效提高巡檢作業人員的安全性，降低了線路巡檢成本;北斗無人機巡線速度快、應急能力強，能快速及時發現缺陷，及時提供信息，避免了線路事故停電。

1.3電網資源智能化管理應用

（1）多功能智能管理系統

結合北斗三代系統和地基增強網，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，具備區域導航、定位和授時能力的優勢，應用在在電網資源數據采集、檢修運維、應急處置、重大災害預警和重大活動保障等方面，融合多業務源的綜合分析系統。

（2）智能分析輔助決策

通過整合、氣象、火災、雷電監測、覆冰監測、應急系統、塔基大壩、便攜式災害預警、可穿戴的綜合巡檢系統，構建多種應用終端和后臺應用系統，實現對人、車、電力設施、一二次設備等電網資源多維度數據的融合、存儲及管理，并利用大數據和云計算技術進行數據分析展示，提供靈活的云服務，提升公司對北斗技術的應用水平。

（3）采集業務全過程管控

規范及優化外業采錄流程：（任務工單發起、工單下發、外業采錄作業、采錄過程監控、任務工單上傳、數據審核發布等）。

標準化外業采錄作業，設備屬性數據結構基于統一電網CIM模型設計，滿足PMS2.0、營銷、GIS等系統的設備定義范圍和數據結構，從數據源頭控制采集數據質量。

2 結論

北斗系統經過若干年的發展和進步，目前技術已經相當成熟，隨著北斗三代系統建設的開展，系統整體性能還將有質的飛躍。在智能電網中推廣應用北斗系統，具有非?？捎^的應用前景和深遠的戰略意義。首先，利用北斗授時、定位、測姿和衛星通信等功能，發展更多電力應用業務，提升電網智能化程度和運維水平。其次，提升國網公司掌握和運用北斗技術的科研實力，豐富國網公司在北斗技術方面的研究和應用經驗。拓展北斗系統在電力系統中的應用，可為我國北斗系統的發展貢獻力量。

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作者簡介：

劉曉露，男，漢族，1983年6月出生，碩士研究所，研究方向：電力通信系統研究;