電力+北斗成分水嶺，促進(jìn)電力設(shè)備融合北斗技術(shù)的應(yīng)用

2020年7月31日，中國向全球宣布，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，令世界側(cè)目。

這是一個極具標(biāo)志性事件。將時間拉回到12年前，2008年5月12日，汶川發(fā)生了8.0級大地震。由于震中受災(zāi)極其嚴(yán)重，電網(wǎng)、通信、交通全部被破壞殆盡。國家電網(wǎng)有限公司（下稱“國網(wǎng)”）位于當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)線路被截斷，導(dǎo)致電力無法正常供應(yīng)，所有電力通信設(shè)備都已癱瘓，抗震救災(zāi)指揮部完全無法與震中取得聯(lián)系。

危急時刻，抗震救災(zāi)指揮部緊急調(diào)動了剛開始建設(shè)不久的北斗系統(tǒng)，將北斗系統(tǒng)震中地區(qū)的數(shù)據(jù)鏈接到了指揮部。指揮部接收到了第一個來自北斗系統(tǒng)的定位信號。信號顯示，對方正向汶川地區(qū)高速前進(jìn)，經(jīng)短報文確認(rèn)，這是一支武警救援部隊(duì)。隨后，這支部隊(duì)將震區(qū)的受災(zāi)情況以及所需物資、坐標(biāo)等信息通過短報文發(fā)送到了指揮部。

第三天，臨時組建的北斗導(dǎo)航分隊(duì)攜帶上千部“北斗一號”終端機(jī)進(jìn)入災(zāi)區(qū)，終于實(shí)現(xiàn)了震中各點(diǎn)位與指揮部的直線聯(lián)系，為整個抗震救災(zāi)行動提供了關(guān)鍵的通信保障。

這是北斗系統(tǒng)與救災(zāi)減災(zāi)、電力、通訊行業(yè)的首次結(jié)緣。北斗的出色表現(xiàn)讓它的名字開始廣為人知，也讓國家電網(wǎng)認(rèn)識到北斗在電力領(lǐng)域應(yīng)用的價值。

為了擺脫衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)受制于人的現(xiàn)狀，把命運(yùn)牢牢把握在自己的手中。1994年，中國啟動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程建設(shè)。2000年10月31日，我國第一顆“北斗一號”導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空，向全國提供服務(wù)，解決了我國導(dǎo)航系統(tǒng)“從無到有”的問題。

經(jīng)過了二十多年的努力，2020年6月23日上午，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗全球組網(wǎng)成功，真正實(shí)現(xiàn)了“鴻飛河漢，北斗執(zhí)天”。

在電力、交通、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等各個領(lǐng)域，在我們生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，很多稀松平常的事情背后，都有北斗，默默在為我們護(hù)航。

在電力領(lǐng)域，北斗可為智能電網(wǎng)、電力物聯(lián)網(wǎng)、

從2010年開始探索北斗在電力領(lǐng)域的應(yīng)用至今，國網(wǎng)已經(jīng)默默地走在前列。國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理、黨委委員孫德棟對「能見」表示，隨著北斗三號系統(tǒng)全球組網(wǎng)的順利完成，北斗系統(tǒng)的服務(wù)能力和覆蓋范圍得到大幅度提升，對于電力行業(yè)北斗應(yīng)用具有劃時代的推動作用。比如，國家電網(wǎng)在巴西、“一帶一路”沿線等國家都有電網(wǎng)投資建設(shè)，北斗的全球組網(wǎng)使得這些地方的業(yè)務(wù)也能用上北斗。另外，三代系統(tǒng)的短報文通信能力大大提升，也會帶來新一輪的業(yè)務(wù)應(yīng)用增長。

北斗是“千里眼”和“透視眼”

北斗對于電網(wǎng)意義重大。

在“北斗+電力”融合發(fā)展方面，電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和業(yè)務(wù)管理與時間、空間息息相關(guān)，如智慧變電站中的巡檢機(jī)器人、輸電線路上的巡檢無人機(jī)需要北斗系統(tǒng)提供高精度的位置服務(wù)，電力設(shè)備狀態(tài)分析、電力調(diào)度中的時序同步需要北斗提供授時授頻服務(wù)，無公網(wǎng)覆蓋地區(qū)的用采信息采集需要北斗提供短報文通信服務(wù)。

北斗全球組網(wǎng)成功的同一天，國內(nèi)首個海島電力北斗地面基站在江蘇開山島建成投運(yùn)，為海島及周邊海域提供精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)授時，大大提高了海島微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行能力。

要知道，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的官方定位精度為米級，但在海事、交通、電力、測繪等領(lǐng)域往往對定位精確度要求更高。比如在電力領(lǐng)域，對電力桿塔等設(shè)備的定位要求往往需要達(dá)到厘米級，這就需要在地面上建立北斗基站才能實(shí)現(xiàn)。

有了電力北斗地面基站，電力巡檢人員就如同有了“千里眼”和“透視眼”，一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，巡檢人員不需要去現(xiàn)場就能了解變電站、輸電鐵塔等電網(wǎng)設(shè)施有無受損，而且能發(fā)現(xiàn)人力所不能及的危險隱患，哪怕只有幾厘米的位移變化也無法逃脫北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)基準(zhǔn)站的“法眼”。

“在此之前，我們在海島上修建基礎(chǔ)設(shè)施，有時實(shí)際精度和設(shè)計精度差距較大。有了這個海島基站，附近海域的定位精度從米級躍升到厘米級，海洋開發(fā)，漁民作業(yè)都將因此受益?！?/p>

國網(wǎng)江蘇思極科技公司一位負(fù)責(zé)人說。國網(wǎng)江蘇思極科技公司是國網(wǎng)江蘇省電力有限公司和國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司共同組建，各持股50%。

國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)成立于2014年底，是國網(wǎng)整合系統(tǒng)內(nèi)優(yōu)質(zhì)信息通信資源成立的全資子公司，是我國能源行業(yè)主要的信息通信技術(shù)、產(chǎn)品及服務(wù)提供商，是“國網(wǎng)芯”深度研發(fā)設(shè)計與規(guī)?；瘧?yīng)用支撐的使命承擔(dān)者，也具體承擔(dān)了國網(wǎng)探索北斗系統(tǒng)在電力行業(yè)中應(yīng)用的重任。

國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)希望借助電力北斗精準(zhǔn)時空服務(wù)網(wǎng)在導(dǎo)航定位授時中的優(yōu)勢，打造時空服務(wù)運(yùn)營體系，構(gòu)建行業(yè)時空數(shù)據(jù)資源中心；建設(shè)輸電線路在線監(jiān)測、變電站人員安全管控、配網(wǎng)桿塔監(jiān)測等方面的示范應(yīng)用，進(jìn)一步推動“北斗+電力”融合發(fā)展。

國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)于2017年8月整合集團(tuán)內(nèi)部地理信息、衛(wèi)星通信、導(dǎo)航等相關(guān)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢資源成立了國網(wǎng)思極神往位置服務(wù)（北京）有限公司（簡稱“思極位置”），該公司是國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)專業(yè)從事北斗與地理信息服務(wù)業(yè)務(wù)的產(chǎn)業(yè)化單位。

思極位置以時空信息服務(wù)為核心業(yè)務(wù)，打造能源行業(yè)時空智能基礎(chǔ)設(shè)施及運(yùn)營服務(wù)體系，致力于成為世界領(lǐng)先的時空智能產(chǎn)品及服務(wù)整體解決方案提供商。

除了江蘇思極科技公司外，國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)已經(jīng)與多家國網(wǎng)省級公司合資成立各省思極科技公司，甚至可以為除電網(wǎng)外的其他行業(yè)服務(wù)。

除了能夠提高北斗衛(wèi)星定位的精準(zhǔn)度外，電力北斗地面基站還可以精準(zhǔn)授時。目前，北斗的精準(zhǔn)授時功能已經(jīng)對接了開山島的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，覆蓋了風(fēng)機(jī)、光伏、儲能、柴油機(jī)、以及海水淡化等設(shè)備。

國網(wǎng)連云港供電公司信通分公司一位負(fù)責(zé)人曾表示：“目前，國內(nèi)電網(wǎng)設(shè)備對時間精度要求為毫秒級，利用北斗授時功能，設(shè)備時間精度提升到納秒級，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行所需，將更有利于微電網(wǎng)的調(diào)控運(yùn)行。在惡劣天氣或者故障發(fā)生的時候，通過北斗衛(wèi)星傳輸故障信息，可以對海島電力運(yùn)行進(jìn)行無死角、全天候的掌控”。

到2020年底，國網(wǎng)將建設(shè)1200座電力北斗基站，將具備在全域范圍內(nèi)提供實(shí)時米級、分米級定位服務(wù)，在重點(diǎn)區(qū)域如輸電線路沿線、地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)地區(qū)提供厘米級、毫米級定位服務(wù)的能力。像開山島這樣的海島型電力北斗基站，國網(wǎng)今年根據(jù)需要還將推廣建設(shè)10座，并在未來3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)有人居住島嶼北斗信號的全覆蓋。

電力行業(yè)需要北斗

國網(wǎng)作為關(guān)系國家能源安全和國民經(jīng)濟(jì)命脈的國有重要骨干企業(yè)，經(jīng)營區(qū)域覆蓋全國26個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），覆蓋國土面積的88%，供電人口超過11億人。

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對電力系統(tǒng)高精度授時及全網(wǎng)時間同步、故障測距、遠(yuǎn)程抄表、電力巡檢搶修等環(huán)節(jié)提出了更高要求。

北斗系統(tǒng)在汶川大地震中的出色表現(xiàn)給國網(wǎng)留下了深刻的印象。國網(wǎng)隨后建立機(jī)動應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)，并在所有的應(yīng)急通信車上安裝了北斗車載終端。

隨著近兩年國網(wǎng)與北斗應(yīng)用合作的加深，國網(wǎng)現(xiàn)有GIS平臺已和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)融為一體，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、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。

從2010年開始，國網(wǎng)大力推進(jìn)北斗在電力行業(yè)的應(yīng)用和探索。

除了高精度定位外，還涵蓋了電網(wǎng)控制領(lǐng)域的調(diào)度自動化系統(tǒng)時間同步、電力通信網(wǎng)的頻率同步，以及利用北斗短報文在偏遠(yuǎn)無人地區(qū)的數(shù)據(jù)采集回傳等各個方面，形成了多種北斗+電力的應(yīng)用解決方案，在電網(wǎng)生產(chǎn)和管理中也得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展，調(diào)度自動化、變電站雷電定位、功角測量單元、行波測距等裝置對時間精度提出更加嚴(yán)格的要求。

在授時方面，國網(wǎng)分別在2009年、2013年發(fā)布了兩項(xiàng)時間同步規(guī)范。從2012年開始每年以2000多臺的速度，對僅有GPS授時的裝置進(jìn)行改造。截至2016年，共有11類800多套調(diào)度自動化主站系統(tǒng)接收了北斗時間信號。

北斗系統(tǒng)在國網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，給國網(wǎng)的生產(chǎn)和管理提供了巨大的幫助。特別是“十三五”期間，國網(wǎng)對配電網(wǎng)在提升裝備標(biāo)準(zhǔn)化、完善配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、配電網(wǎng)精益化管理、配電通信網(wǎng)四個方面提出了更嚴(yán)格的要求，目標(biāo)是加快向現(xiàn)代化主動配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型升級，這都離不開北斗和配電網(wǎng)的探索性融合。

2016年，國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)與中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，旨在推動北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)在電力行業(yè)的落地應(yīng)用。

根據(jù)合作協(xié)議，國網(wǎng)負(fù)責(zé)引領(lǐng)北斗精準(zhǔn)位置展開規(guī)?；瘧?yīng)用，推進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的落地應(yīng)用，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供電力管網(wǎng)的精細(xì)化管理和服務(wù)。

國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)董事長、黨委書記王政濤表示，國網(wǎng)探索北斗系統(tǒng)在電網(wǎng)生產(chǎn)和企業(yè)管理中的創(chuàng)新應(yīng)用取得了一系列突破性成果，北斗在技術(shù)上可滿足國網(wǎng)建設(shè)、應(yīng)用對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求，大力推廣北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的電力應(yīng)用時機(jī)已經(jīng)成熟。

2019年，國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)牽頭建立北斗開放實(shí)驗(yàn)室首個電力行業(yè)分實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室是北斗開放實(shí)驗(yàn)室序列唯一一家電力行業(yè)分實(shí)驗(yàn)室，將北斗系統(tǒng)的位置服務(wù)網(wǎng)與能源專業(yè)地圖、能源物聯(lián)網(wǎng)深度結(jié)合，建設(shè)北斗電力高精度位置服務(wù)生態(tài)鏈。

事實(shí)上，如今國網(wǎng)發(fā)展北斗的心情更加迫切。

早在2018年，國網(wǎng)提出建設(shè)“能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”的戰(zhàn)略目標(biāo)。此后，能源互聯(lián)網(wǎng)一直是國網(wǎng)的主攻方向。

而能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)離不開導(dǎo)航定位、精準(zhǔn)授時、短報文通信等服務(wù)。

目前，以能源互聯(lián)網(wǎng)5G應(yīng)用、電力北斗應(yīng)用等為代表的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，已成為國網(wǎng)繼特高壓、新能源汽車充電樁之后的第三大主攻方向。

在近期國網(wǎng)發(fā)布的“數(shù)字新基建”十大重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)中，也對電力北斗應(yīng)用提出了明確要求。

即：建設(shè)電力北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)和精準(zhǔn)時空服務(wù)網(wǎng)，構(gòu)建“通信、導(dǎo)航、遙感”一體化運(yùn)營體系，在電力設(shè)備運(yùn)檢、營銷服務(wù)、基建施工、調(diào)度控制等領(lǐng)域推廣北斗應(yīng)用，向交通、物流等行業(yè)延伸提供精準(zhǔn)授時、定位導(dǎo)航、地理信息等服務(wù)，助力國家北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展，年內(nèi)建成電力北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)，推進(jìn)電力運(yùn)檢、營銷、基建、調(diào)控等4大領(lǐng)域典型應(yīng)用。

目前國網(wǎng)在電網(wǎng)基建、設(shè)備運(yùn)維檢修、營銷用電數(shù)據(jù)采集、電力調(diào)度控制、車輛后勤等領(lǐng)域推廣北斗終端20余萬臺套。

北斗授時授頻方面，推廣各類終端1.1萬套，其中90%的調(diào)度主站自動化系統(tǒng)和20%的變電站時間同步裝置已接收北斗授時信號，新建及改造變電站北斗衛(wèi)星授時接入率達(dá)100%。在位于北京、上海、西安三地數(shù)據(jù)中心分別建設(shè)了3個以北斗信號為主、GPS信號為輔的一級時間源節(jié)點(diǎn)，國網(wǎng)下屬各單位近百萬臺信息設(shè)備實(shí)現(xiàn)北斗授時。

北斗定位導(dǎo)航應(yīng)用方面，國網(wǎng)超過17萬輛生產(chǎn)和公務(wù)用車采用了北斗車載終端；在湖南、湖北等13家單位開展了北斗地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警應(yīng)用；在山東、江蘇等6家單位開展基建現(xiàn)場人員和設(shè)備安全管控，累計部署終端近4000套。

配電網(wǎng)管理方面，通過北斗高精度授時和配電自動化終端有機(jī)結(jié)合，提高了故障定位準(zhǔn)確率，縮短搶修時間。北斗短報文通信方面，在陜西、青海、甘肅等無公網(wǎng)信號覆蓋地區(qū)推廣7000余套帶有北斗短報文通信功能的用電信息采集終端，解決業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程回傳問題。

目前電力系統(tǒng)內(nèi)對北斗技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)知還需要一個逐步了解的過程，電力原有業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)與北斗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不匹配，各個業(yè)務(wù)專業(yè)的需求還比較零散，存在需求種類多、數(shù)量少，這對于大規(guī)模推廣應(yīng)用帶來了難題。如今，國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)一方面正在積極爭取國網(wǎng)對北斗技術(shù)應(yīng)用政策上的支持，加強(qiáng)北斗技術(shù)應(yīng)用推廣力度，另一方面也在推動制定各類電力設(shè)備融合北斗技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)在電力一二次設(shè)備中擴(kuò)大北斗技術(shù)應(yīng)用。