北斗精確定位技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

摘 要：北斗系統(tǒng)建設(shè)的意義在于定位系統(tǒng)自主化，這對于國家戰(zhàn)略安全具有重要的意義。電網(wǎng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定直接關(guān)系到國家戰(zhàn)略安全，因此國家電網(wǎng)公司有責(zé)任也有義務(wù)盡快推廣使用北斗系統(tǒng)，這有利于電網(wǎng)安全，同時(shí)也符合國家安全戰(zhàn)略。

關(guān)鍵詞：北斗;高精度;智能;電網(wǎng)

0 引言

北斗系統(tǒng)是真正屬于中國的“北斗星”，在北斗三代技術(shù)體系下，北斗系統(tǒng)在信號(hào)體制上比GPS更加優(yōu)越，RTK精度在平面上可達(dá)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(tǒng)的規(guī)劃實(shí)施，對電力系統(tǒng)高精度授時(shí)及全網(wǎng)時(shí)間同步、故障測距、遠(yuǎn)程抄表、電力巡檢搶修等環(huán)節(jié)提供了更可靠的保障?！氨倍?電力”可保證電網(wǎng)運(yùn)行更加安全高效，降低供電故障率，維護(hù)國家的電力信息安全。

智能電網(wǎng)對于高精度定位技術(shù)有迫切的需求，如電力設(shè)施形變監(jiān)測、防破監(jiān)測和輸電線舞動(dòng)監(jiān)測等。隨著北斗系統(tǒng)可靠性、精度、穩(wěn)定性的進(jìn)一步提高，足以滿足智能電網(wǎng)的應(yīng)用需求，可以全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測桿塔形變、外破和輸電線舞動(dòng)等，有力保障電力供應(yīng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。在電網(wǎng)的位置服務(wù)方面，可實(shí)現(xiàn)全天候、無盲區(qū)的對應(yīng)急車輛提供導(dǎo)航定位、位置上報(bào)、監(jiān)控管理、指揮調(diào)度、安全保密、路徑優(yōu)化、應(yīng)急救援等服務(wù)，能有力保障應(yīng)急搶修車輛在各種突發(fā)情況下對電力設(shè)施的檢修和搶險(xiǎn)，提高智能電網(wǎng)的工作效率。

1 北斗技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

1.1高可靠高精度授時(shí)技術(shù)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)是與時(shí)間頻率密切關(guān)聯(lián)的大工業(yè)系統(tǒng)。無論電壓、電流、相角、功角變化，都是基于時(shí)間抽的函數(shù)。電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對時(shí)間頻率同步的要求日益迫切，需要準(zhǔn)確、安全、可靠的時(shí)鐘源，為電力系統(tǒng)各類運(yùn)行設(shè)備提供精確的時(shí)間基準(zhǔn)。 我國電網(wǎng)的各級調(diào)度機(jī)構(gòu)、發(fā)電廠、變電站、集控中心等需要統(tǒng)一的時(shí)間參考基準(zhǔn)，以滿足各種系統(tǒng)。例如，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)（EMS）、生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，以及各種設(shè)備，例如，繼電保護(hù)裝置、智能電子設(shè)備、事件順序記錄（SOE）、廠站自動(dòng)控制設(shè)備、安全穩(wěn)定控制裝置、故障錄波器、RTU遠(yuǎn)動(dòng)等裝置，對時(shí)間同步的要求，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)間一致性，提高線路故障測距、相量和功角動(dòng)態(tài)監(jiān)測、機(jī)組和電網(wǎng)參數(shù)校驗(yàn)的準(zhǔn)確性，從而提高電網(wǎng)事故分析和穩(wěn)定控制的水平，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性，適應(yīng)我國大電網(wǎng)互連，特高壓輸電的發(fā)展需要。

1.2 基于高精度定位技術(shù)應(yīng)用

北斗高精度定位技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用針對電力行業(yè)的一些特殊場景，如風(fēng)輪機(jī)鐵塔監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測以及無人機(jī)巡檢。

（1）桿塔監(jiān)測

利用北斗高精度定位技術(shù)，滿足電力桿塔檢測對精度要求（厘米甚至毫米級），對桿塔進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至后臺(tái)處理，后臺(tái)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，并為后續(xù)預(yù)警和巡檢工作做好準(zhǔn)備。

（2）災(zāi)害監(jiān)測

目前，我國有較大一部分的水電站、變電站建設(shè)在深山、河流附近，地理環(huán)境復(fù)雜，自然災(zāi)害時(shí)常發(fā)生，給電網(wǎng)安全造成重大影響。利用北斗高精度定位技術(shù)，主要針對滑坡、危巖、泥石流、塌岸等場景，實(shí)時(shí)監(jiān)測有災(zāi)害隱患的危險(xiǎn)區(qū)域，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到后臺(tái)監(jiān)測中心進(jìn)行模擬演算，根據(jù)演算結(jié)果決定是否發(fā)送預(yù)警信息，切實(shí)做好防災(zāi)減災(zāi)工作，減少自然災(zāi)害帶來的破壞。

（3）無人機(jī)巡檢

我國高壓輸電線路長度大，傳統(tǒng)的人工線路巡檢危險(xiǎn)性大，效率低，成本高，尤其是一些偏遠(yuǎn)山區(qū)、無人區(qū)，線路巡檢難度更大。將北斗系統(tǒng)與無人機(jī)結(jié)合，利用北斗高精度定位技術(shù)，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(diǎn)，同時(shí)對故障點(diǎn)進(jìn)行超近距離檢查，更快的找出故障原因。北斗無人機(jī)線路巡檢可大大提高電力運(yùn)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(jī)線路巡檢相比，北斗無人機(jī)線路巡檢大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高巡檢作業(yè)人員的安全性，降低了線路巡檢成本;北斗無人機(jī)巡線速度快、應(yīng)急能力強(qiáng)，能快速及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，及時(shí)提供信息，避免了線路事故停電。

1.3電網(wǎng)資源智能化管理應(yīng)用

（1）多功能智能管理系統(tǒng)

結(jié)合北斗三代系統(tǒng)和地基增強(qiáng)網(wǎng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力的優(yōu)勢，應(yīng)用在在電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)采集、檢修運(yùn)維、應(yīng)急處置、重大災(zāi)害預(yù)警和重大活動(dòng)保障等方面，融合多業(yè)務(wù)源的綜合分析系統(tǒng)。

（2）智能分析輔助決策

通過整合、氣象、火災(zāi)、雷電監(jiān)測、覆冰監(jiān)測、應(yīng)急系統(tǒng)、塔基大壩、便攜式災(zāi)害預(yù)警、可穿戴的綜合巡檢系統(tǒng)，構(gòu)建多種應(yīng)用終端和后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對人、車、電力設(shè)施、一二次設(shè)備等電網(wǎng)資源多維度數(shù)據(jù)的融合、存儲(chǔ)及管理，并利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析展示，提供靈活的云服務(wù)，提升公司對北斗技術(shù)的應(yīng)用水平。

（3）采集業(yè)務(wù)全過程管控

規(guī)范及優(yōu)化外業(yè)采錄流程：（任務(wù)工單發(fā)起、工單下發(fā)、外業(yè)采錄作業(yè)、采錄過程監(jiān)控、任務(wù)工單上傳、數(shù)據(jù)審核發(fā)布等）。

標(biāo)準(zhǔn)化外業(yè)采錄作業(yè)，設(shè)備屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基于統(tǒng)一電網(wǎng)CIM模型設(shè)計(jì)，滿足PMS2.0、營銷、GIS等系統(tǒng)的設(shè)備定義范圍和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從數(shù)據(jù)源頭控制采集數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2 結(jié)論

北斗系統(tǒng)經(jīng)過若干年的發(fā)展和進(jìn)步，目前技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，隨著北斗三代系統(tǒng)建設(shè)的開展，系統(tǒng)整體性能還將有質(zhì)的飛躍。在智能電網(wǎng)中推廣應(yīng)用北斗系統(tǒng)，具有非?？捎^的應(yīng)用前景和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。首先，利用北斗授時(shí)、定位、測姿和衛(wèi)星通信等功能，發(fā)展更多電力應(yīng)用業(yè)務(wù)，提升電網(wǎng)智能化程度和運(yùn)維水平。其次，提升國網(wǎng)公司掌握和運(yùn)用北斗技術(shù)的科研實(shí)力，豐富國網(wǎng)公司在北斗技術(shù)方面的研究和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。拓展北斗系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可為我國北斗系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]凌曉波，涂崎，方國盛.基于北斗的電力系統(tǒng)時(shí)間同步安全技術(shù)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2018（5）：84-88.

[2]王身麗，杜勇，孫繼雄，等.輸電桿塔變形及傾斜檢測研究現(xiàn)狀[J].通信電源技術(shù)，2018， 35（11）：91-92.

[3]劉勇，陳海濱，劉方.基建現(xiàn)場巡檢無人機(jī)智能感知系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，46（15）：155-161.

[4]稂龍亞，傅寧，汪玉成，等.北斗系統(tǒng)在輸電線路防災(zāi)監(jiān)測中的研究與應(yīng)用[J].電力信息與通信技術(shù)，2018，16（6）：52-56.

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(tǒng)研究;