電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺探究

摘要：隨著電力行業的不斷發展和北斗衛星技術的廣泛應用，電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺的建設對于確保電力系統的正常運行和數據的準確性具有重要意義。因此，應當加大電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺建設力度，以保證電力系統穩定運行，持續推動電力行業健康發展。本文主要對該平臺的關鍵技術進行了研究，希望為后續平臺建設提供指導。

關鍵詞：電力北斗；精準網；質量監測平臺；衛星數據

一、引言

在社會快速發展的背景下，我國大力支持電力北斗系統建設。目前，基于北斗系統的用電信息采集系統已覆蓋甘肅、寧夏、陜西等省份的邊遠地區十幾個地市，覆蓋客戶1100戶，采集成功率達到99%。為提高對電力北斗系統采集數據的利用水平，需要積極搭建電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺，從而科學處理與分析電力數據，保證電力管理效果，滿足廣大人民群眾用電需求。

二、電力北斗精準網衛星數據的基本特點和應用場景

（一）電力北斗精準網衛星數據的基本特點

電力北斗精準網衛星數據是指利用北斗衛星系統獲取的與電力相關的精準位置、時間、速度等信息。而數據具有以下特點：一是高精準。借助北斗衛星定位技術，電力北斗精準網就可以獲取高精度的位置信息，甚至能夠實現米級的定位精度，從而滿足電力行業對位置信息的精準需求[1]。二是高可靠性。電力北斗精準網依托北斗衛星系統實現自身的功能作用，而北斗衛星系統，具有全天候、全球覆蓋的特點，并且不受天氣、地形等因素的限制，從而為電力北斗精準網提供穩定可靠的定位服務。在這種情況下，就能夠獲得可靠性非常高的電力北斗精準網衛星數據。三是高實時性。電力北斗精準網衛星通過北斗衛星能夠實時獲取移動設備的位置信息，同時還可以實時傳輸和處理數據。這樣借助電力北斗精準網獲得的衛星數據則可以在很大的程度上滿足電力行業對實時監控和調度的需求。四是高安全性。電力北斗精準網中的衛星數據采用了加密技術和認證授權機制，這有助于確保數據的安全性和可信度，防止數據被篡改和竊取，保障電力行業信息安全和穩定運行。

（二）電力北斗精準網衛星數據的應用場景

在科學技術快速發展的背景下，電力北斗精準網衛星數據的應用場景也日益豐富和多樣化。其具體應用場景如下：首先，電力設備監測和維護。依托北斗衛星系統及其他技術，電力北斗精準網就可以實時監測電力設備的運行狀態和性能參數，如變壓器、電纜、輸電線路等。而借助檢測的衛星數據則可以及時發現設備故障和異常情況，并進行精確的定位，進而保證設備的可靠性，提高設備運行效率[2]。其次，災害預警和應急管理。災害不僅會影響電力系統的穩定運行，而且容易給廣大人民群眾的生命財產帶來極大的威脅。通過使用電力北斗精準網，可以提前進行災害預警并加強應急管理。運用電力北斗精準網能夠實時獲取臺風、洪水、地震等災害數據和地理信息，從而提前預警并及時采取相應的應急措施，保證電力系統運行的安全性。再次，能源調度和優化。通過查看電力北斗精準網中顯示的衛星數據，可以清楚了解能源供應情況，進而對能源數據進行分析和優化，從而實現電力系統的智能調度和優化，提高能源利用效率，減少能源浪費。最后，環境監測和保護。在社會快速發展的背景下，我國愈加重視環境保護。電力北斗精準網顯示的衛星數據能夠反映電力系統對環境的影響，包括大氣污染、水質污染、噪聲污染等。通過分析這些數據，就可以采取科學的環境保護措施，減少電力系統對環境的不良影響，從而保護自然環境，促進人與自然的和諧發展[3]。

三、電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺的關鍵技術

（一）數據采集和傳輸技術

1.數據采集技術

為監測和分析電力設備的運行狀態、狀況和性能，以及實時獲取電力系統的相關信息，需要在建設電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺的過程中對數據進行采集。而在數據采集方面，關鍵技術包括傳感器的選擇與布置、數據采集設備的設計和部署。一方面，傳感器的選擇和布置。傳感器是用于采集各種電力相關數據的設備，包括溫度、濕度、壓力、電流、電壓等參數。為確保數據的準確性和全面性，應當選擇合適的傳感器類型和品牌，并根據監測需求合理布置傳感器。例如，在建設電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺中，可以選擇溫度傳感器、濕度傳感器和電流傳感器等多種傳感器類型，并在電力設備上布置這些傳感器，從而實時監測設備的工作狀態和環境參數。另一方面，數據采集設備的設計和部署[4]。數據采集設備是用于將傳感器采集到的數據進行處理和傳輸的設備。為了發揮數據采集設備的作用，需要設計和部署數據采集設備，保證數據采集的高效性，提高數據傳輸水平。在構建電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺的過程中，可以使用專門的數據采集設備，并與傳感器的連接，從而實時采集和處理傳感器數據。在布置這些設備時，可以將其布置在電力設備附近，也可以布置在數據中心等地方。

2.數據傳輸技術

通過在打造電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺中運用數據傳輸技術，可以確保采集到的衛星數據準確、及時地傳輸到數據處理中心，從而為后續數據分析和處理工作的高效推進奠定基礎。因此，數據傳輸技術在電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺建設中起著至關重要的作用。而在電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺建設中，主要應用的數據傳輸技術為有線傳輸技術和無線傳輸技術。第一，有線傳輸技術。有線傳輸技術是通過光纖、電纜等有線介質進行數據傳輸的技術。它具有穩定可靠的優點，適用于需要長距離傳輸和大量數據傳輸的場景。在電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺中，常用的有線傳輸技術包括光纖傳輸和以太網傳輸。第二，無線傳輸技術。無線傳輸技術是通過無線通信技術將數據依托無線信號傳輸至數據處理中心的技術。采用無線傳輸技術可以保證傳輸的靈活性和便捷性。該技術主要應用于移動性要求較高或傳輸距離較短的場景。在建設電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺中，可以使用Wi-Fi、藍牙和GPRS等無線傳輸技術。例如，可以使用Wi-Fi將采集到的衛星數據傳輸至附近的數據處理中心；還可以使用藍牙將衛星數據傳輸至手機，并通過手機將數據上傳至數據處理中心；同樣，也可以使用GPRS將采集到的衛星數據傳輸至遠程的數據處理中心。

（二）數據處理和分析技術

1.數據處理技術

在電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺建設的過程中，應當使用數據處理技術對收集到的北斗衛星數據進行有效處理和分析，以確保數據的準確性、完整性和可靠性。而在運用數據處理技術時，有必要遵守以下步驟：

步驟一：數據預處理。對采集到的原始數據進行預處理，包括數據去噪、異常值處理、數據補全等。而去噪是為了消除數據中的噪聲，使數據更加干凈；異常值處理是為了剔除或修正異常數據點，防止其對后續分析結果產生影響；數據補全是為了填補數據缺失的部分，使得數據完整。步驟二：數據清洗。數據清洗是處理數據中存在的錯誤、冗余、不一致等問題。而通過數據清洗技術，則可以剔除重復數據、修正錯誤數據、統一數據格式等[5]。步驟三：數據整理和轉換。對清洗后的數據進行整理和轉換，使得數據符合分析的需求。這包括數據格式的轉換、數據字段的重命名、數據聚合和拆分等。步驟四：數據存儲。將處理完的數據存儲到數據庫或數據倉庫中，以便后續的數據分析和應用。同時，需要建立索引和優化數據存儲結構，提高數據的訪問效率。值得注意的是：為了更加高效、準確地處理大量的衛星數據，還可以采用合適的數據處理技術，以保證數據處理的速度和效果，提高數據質量監測平臺運行水平。其中，可以采用分布式處理技術，如MapReduce、Spark等，將數據處理任務分配給多個計算節點進行并行處理，從而提高處理速度和效率。

2.數據分析技術

為提高電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺建設水平，有必要將數據分析技術融入該平臺建設中，從而更好地理解數據，為決策者提供準確的信息，提高決策水平。其中，可以把以下技術應用在該平臺建設中。首先，數據挖掘技術。數據挖掘技術能夠從大量數據中自動發現模式、關聯和規律。在建設電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺時，可以利用數據挖掘技術發現衛星數據的潛在價值。其次，時間序列分析技術。時間序列分析技術能夠對數據隨時間變化的規律進行建模和預測。在構建電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺中，有必要利用時間序列分析技術對數據進行趨勢分析和預測。例如，可以分析歷史數據，發現數據的周期性變化和趨勢變化，進而預測未來的數據變化趨勢，為電力系統的運行和規劃提供依據。最后，數據可視化技術。數據可視化技術是將數據以圖表、圖像等形式直觀地展示出來，幫助用戶更好地理解數據。在建設電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺時，還可以利用數據可視化技術將復雜的數據變得直觀易懂，使決策者能夠更快速、準確地獲取信息。

（三）異常監測和預警技術

1.異常監測技術

異常監測技術通過分析數據的統計特征、模式、趨勢等來檢測數據中的異常值或異常行為，能夠發現電力北斗精準網衛星數據質量問題。為保證電力系統運行水平，需要積極運用異常監測技術對電力北斗精準網衛星數據進行分析。舉例來講，假設在電力北斗精準網衛星數據中，某個指標表示電力供應的穩定性，其數值范圍應該在0-100之間。如果出現了某個觀測值為-50的情況，明顯偏離了正常范圍，這時可以使用統計方法計算出數據的均值和標準差，然后根據正態分布假設，將超過均值加減3倍標準差范圍外的觀測值標記為異常值。而-50遠遠超過了3倍標準差范圍，因此可以將其標記為異常值。除了統計分析，還可以運用機器學習算法進行異常檢測。其中，孤立森林（Isolation Forest）算法是一種常用的機器學習算法，它屬于離群點檢測算法。該算法通過構建一組隨機劃分的二叉樹，將正常觀測值劃分為較小的子集，而異常觀測值則更容易被劃分為孤立的子集。因此，可以借助孤立森林算法處理數據，從而將異常的觀測值識別為孤立點。

2.預警技術

倘若能夠及時對發現的電力北斗精準網衛星數據異常情況提前預警，就可以采取相應的措施，避免潛在的問題，減少各方面的損失。可見，預警技術在北斗精準網衛星數據檢測中發揮著重要作用。為此，應當重視預警技術，并加大預警技術在電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺建設中的應用力度。其中，可以通過設置閾值的方式判斷數據。這樣當數據超過或低于設定的閾值時，系統會發出預警信號[6]。例如，一個電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺監測的是電力設備的電流數據。根據歷史數據和運行經驗，發現正常的電流范圍為100A到200A之間。為了監測電流數據的質量，可以設置一個閾值，例如180A。當實時采集到的電流數據超過180A或低于180A的情況下，系統會發出預警信號，從而及時告知相關工作人員。除此之外，還可以通過對數據進行趨勢分析的方法，進而進行預警。例如，可以將數字趨勢分析技術應用在監測平臺中，以監測電力負荷的變化情況。正常情況下，電力負荷應該有一定的波動，但如果出現異常的趨勢，如電力負荷持續下降或持續上升，那么平臺在數字趨勢分析技術的作用下就會發出預警。而這個預警信號則可以提醒操作人員注意，并及時采取措施，如檢查設備運行狀態、調整供電策略等，以避免電力供應問題。

四、結束語

綜上所述，電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺是一個非常重要的工具，可以有效監測和評估電力北斗精準網衛星數據的質量，進而為電力行業提供可靠的數據支持和決策依據。但平臺的應用還需要進一步完善和推廣，以滿足電力行業不斷發展變化的需求。為此，應當加強實踐研究，以進一步提升電力北斗精準網衛星數據質量監測平臺的功能和性能，從而更好地為電力行業的發展貢獻力量。

作者單位：王炳輝 王勇 葛子昭 國網思極位置服務有限公司

參考文獻

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[2]張波，張勇，劉政強，孫海蓬，王海洋，張鹍.國網山東電力北斗地基增強系統建設方案及應用[J].電力系統保護與控制，2020，48（3）：70-76.

[3]陳新鵬，沈雪晴，馮志鵬，黃文雯，李蘭心.基于區塊鏈的電力北斗系統新計費模式研究[J].電力信息與通信技術，2020，18（6）：89-94.

[4]侯瑩瑩，趙沖，周穎，王立城，宋彥斌.基于用電信息采集的電力北斗通信模塊關鍵技術[J].工業控制計算機，2018，31（2）：11-12+15.

[5]傅寧，蔣煒，許大衛.基于電力北斗精準服務網高精度時間同步技術研究[J].電力信息與通信技術，2021，19（6）：77-82.

[6]我國海拔最高的電力北斗基準站在西藏那曲建成投運[J].電世界，2021，62（2）：56-56.

王炳輝（1982.07-），男，漢族，黑龍江人，本科，工程師，研究方向：測繪工程、信息工程；

王勇（1972.10-），男，漢族，四川資陽，本科，工程師，研究方向：北斗高精度定位、地理信息系統、遙感技術與電網業務相融合的研究與應用；

葛子昭（1996.09-），男，漢族，河北省定州市人，碩士研究生，初級工程師，研究方向：北斗導航。