淺析北斗衛星導航系統在電力行業中的應用

葛云濤 趙光俊 潘飚 周萌 解智逸

國網思極神往位置服務(北京) 有限公司 北京 100000

1 北斗精密授時在電力系統中的應用

電力行業相對于其他行業而言有著本身獨有的特點。電力系統在實際應用中所具有的安全性能更是和我國國家安全有著非常密切的聯系。在電力系統實際使用中，由于電力業務對實時性的嚴格要求，采取積極有效的方式方法使得全網時間能夠得到有效的同步，對于電力企業的發展有著非常重要的意義。電力業務時間同步的實際需求如表1所示。

出于各方面因素的考慮，衛星授時主要以北斗系統為主，GPS為輔。衛星授時在具體應用時，可以覆蓋范圍非常廣闊的區域，而且其精度可以得到有效保障，授時的具體精度為20ns，可以為整個電網的安全運行提供強有力的時鐘源。電力北斗時間同步網絡是由各級電網的時間同步系統經過一定的結構組合而成的，具體如圖1所示。

不同級別之間的電網，通過有限時間基準信號作用的正常發揮可以使得整個電網實現時間同步[1]。

圖1 電力北斗時間同步網結構

圖2 電力業務時間同步需求

2 北斗高精度測量在塔桿形變監測中的應用

在電力網絡向用戶端輸送電力的過程中，桿塔對于電力網絡作用的正常發揮有著不可替代的重要意義。通常情況下，一旦桿塔等一些高度較高的電力設施由于各類因素的影響每周或每天持續性向某一個方向傾斜或扭曲1～2cm，很可能造成桿塔坍塌的后果。經過一系列調查研究表明，由電力系統所帶來的附加損失超過其本身故障所造成損失的400倍。因此，為了使電力網絡輸電效率得到有效保障，全方位減少線路維修工作進行中所需要投入的經濟成本，使得桿塔在應用中，可能存在的沉降傾斜等安全隱患得到實質性的消除，有必要結合電力網絡的實際情況，在其適當的區域以及部位上建立起電力北斗桿塔形變監測系統，對桿塔的實際狀態進行24小時無差別監測。通過實時動態技術的合理利用，可以使桿塔檢測精度達到厘米級甚至是毫米級。在一些地勢崎嶇氣候惡劣的區域應用該技術，可以有效降低工作人員的實際工作難度，降低其勞動強度，讓工作人員能夠在最短的時間內了解輸電塔的實際情況，并且及時采取針對性的措施對其進行有效補救。在最大程度上避免經濟損失，使輸電線路的安全穩定運行達到有效保障。

3 面臨的問題

首先，雖然當前在電力系統各項業務進行的過程中已經大幅度應用了北斗系統所具有的授時功能，電網的各個站點內部已經實現了時間同步。然而，由于各個站點采用的是獨立衛星進行對時，因此整個電力系統的時間依然無法做到完全同步。電網在實際使用中，很可能由于這一問題的影響產生時間孤島現象，導致大量的電網數據無法在同一個時間段內對其進行有效的融合處理。

其次，在北斗系統實際使用的過程中，存在著一定程度的標準滯后于應用的問題。北斗終端產品的協議配置，數據接口等均為廠家自定義，目前缺乏統一的標準。

4 結束語

當前隨著科技的不斷向前發展，北斗系統在電力業務領域中的應用方案日漸豐富，由于其強大的功能受到電力行業的大力關注。然而，因為電力業務本身所具有的特殊性，在北斗系統實際應用中，依然需要不斷對其進行完善。

針對上述現狀，后續在電力北斗實際使用中，應該重點研究：

第一，應該加大電力北斗應用的關鍵技術。如全網時間同步技術，建立起統一的時間基準。

第二，不斷完善電力北斗標準體系。根據電力各項業務在實際進行中的各項需求制定出統一的標準，如協議標準、接口標準等，讓電力北斗產業鏈得到更好的發展。