电网+北斗： 在应用攻关中不断融合创新

1975年，中国登山队成功登顶珠峰并第一次将测量觇标在珠峰立起来；同年，我国最大的地热电站西藏羊八井电站成功发电；当年11月，我国成功发射第一颗返回式卫星……日月相推而明生焉。时间流转45年，同样的空间里有了新跨越：2020年，中国登山队再次站在珠峰之巅并第一次使用北斗系统进行测量；我国海拔最高的电力北斗基站在西藏那曲建成；我国北斗三号系统正式组网！

一切过往，皆为序章。如今，天上北斗组网，地上电网相联，面向未来，电网+北斗将怎样实现新跨越？

出发点：北斗“触电”，关键1秒不再受制于人

1秒钟有多短？仿佛一眨眼就过去了。不过，对电网等特殊行业来说，差了这一秒，那可真是“失之毫厘，谬以千里”：并网、排障等等，都需要使用精密时间，1秒钟的误差甚至可能导致大规模的停电，进而造成更大的损失。

1977年美国纽约大停电，整个纽约市1616家商店在黑暗中被抢劫或破坏，发生了1037起火灾，警察逮捕了3776人，而实际参与非法行为的总人数还要更多。今年，美国加州大停电等国外停电事故也对当地造成非常大的影响。电力系统的稳定对于安全形势来说至关重要。而电力系统是与时间密切相关的，电力传输时间同步涉及国家经济民生安全，掌握授时的自主权势在必行。

“就像打仗一样，‘5分钟以后开始总攻’这类精确指令的前提是所有参战人员的时间基准必须保持一致。”国网信通产业集团思极位置公司运营副总监傅宁说。现在，电网通过使用北斗系统的授时功能实现全网时间基准统一，保障电网安全稳定运行。

举例来说，如果某变电站监测的终端设备时间基准不一致，故障发生时就难以判断引发点。只有在同一时间基准下，人们才能判断出是哪个点先发生故障的，并采取科学的处置措施。这里，北斗可以作为故障定位、判别的一种手段。

傅宁是较早与北斗接触的电网人，早在10年前，他就开始研究北斗授时相关的课题。他介绍说，电网对北斗最直接的应用就是授时。电网等特殊行业如果不掌握授时的自主权，就容易“受制于人”。而北斗是我国自主研发的卫星导航系统，从安全稳定运行上来说，是建设能源互联网的重要时空基础。正因如此，北斗正式对外提供服务非常振奋人心。

要摆脱受制于人的局面，就要把科技自主权、发展主动权牢牢掌握在自己手中。电网+北斗，有着奋勇向前的清晰目标。

突破点：1000个汉字传输，实现“人无我有 人有我优”

北斗有一项区别于其他卫星导航系统的功能，即短报文功能。这项基于“双星定位”的功能可以在“没有信号的地方”实现快捷的数据传输。

回溯北斗的建设过程，更能体会这“人无我有”来之不易。现在，世界正经历百年未有之大变局，我国发展面临的国内外环境发生深刻复杂变化。美国对我国高科技企业实行“长臂管辖”，更凸显加快提升科技创新能力的重要性和紧迫性。

形势逼人，挑战逼人，使命逼人。

在创新这一时代重大命题前，作为实施国家重大科技创新战略的骨干力量和国家队，央企怎么做？国家电网有限公司作为特大型骨干央企，展现出了国网担当：从国家急迫需要和长远需求出发，真正致力于解决实际问题。

北斗系统建成后的一个重要问题就是应用。解题的必由之路是深入到各行各业，更加开放、更加融合，带来新的更多的模式、业态和经济增长点。“一个新技术的引进，难免会对原有的一些模式产生影响，国家电网公司非常有魄力地大范围开展了北斗应用。”傅宁说。

基础研究和应用研究需要相互促进，科研创新需要实际应用来承载、验证、发展。有魄力，有担当，才能实现“人无我有，人有我优”的超越。北斗技术也不例外。电网+北斗，正在应用攻关中不断融合创新，创造更多价值。

“现在大家越来越多地习惯了说‘+北斗’。”傅宁说，“加号从后变到前，意义也转变了。从手机定位到共享单车……‘+北斗’就是把北斗当成真正融入我们每个人生活中的技术手段。”

北斗也真正融入了电网业务中，并助力提质增效。举例来说，随着技术进步，北斗短报文将传输1000个汉字。汉字信息量大，一条短报文基本上就能抄送回电表数据。在甘肃、宁夏、陕西、青海以及浙江等地一些偏远山区，北斗短报文已被用于用电信息采集。在基建、安监、运检等领域，电网正通过融合创新发挥北斗定位功能的作用。给大型塔吊安装北斗定位装置，了解其运行范围，并据此设置电子围栏警示“闯入者”，可减少人身安全事故的发生；监测地质环境，预警山体滑坡等自然灾害，可帮助相关人员提前应对，提高变电站、线路等电力设施的本体安全性；为无人机巡检提供高精度定位服务，可让无人机按线路飞行巡检，节省宝贵的人力……

但北斗在电力领域并不是“拿来就能用”。“需要做相应的适配。”傅宁说，“电网有自己的特色，比如在复杂电磁环境、高电压等级的场景中，相关的终端要满足电磁防护的要求，这就需要融合创新。”即使是最直接应用的授时功能，也在应用中展示出创新突破的成果。傅宁介绍了电力北斗精准时空服务网里的接收机，其传统应用只是用来定位，现在则加装了授时模块：“这是其他行业原来没有的应用。电网把授时跟定位结合在一起，也是创新。”

以创新引领，由创新驱动。在两化融合的过程中，电网+北斗促成了不同类型终端的研发，这些终端适配于不同的电网业务领域、应用场景，见证着产业的变革发展和新模式、业态的诞生。

制高点：“电网+北斗+5G”，下好“先手棋”

电网+北斗，是进行时，也是未来时。着眼未来，下好创新“先手棋”，抢占科技竞争和未来发展制高点至关重要。

作为亲历者，对于北斗在电力领域的应用，傅宁说今年最大的感受是得到了更多的支持。国家电网公司大力支持北斗应用，在基础设施建设、终端设备等多方面加大了推广力度。建设电力北斗地基增强系统是国家电网“数字新基建”十大重点任务之一，是国家电网推进北斗在电力行业全方位应用的具体体现。从“世界屋脊”到“中国冷极”，电力北斗基准站正陆续在全国各地建成投运。覆盖全网区域、作为位置参考的一个个电力北斗基准站，未来将是能源互联网的一个基础环节。傅宁透露，利用北斗技术的时频网也在构建中。在电力调度领域，统一时频网能实现全网系统纳秒级时间同步，再与5G相融合，可实现电力调度实时可控。随着含有5G基站、数据中心站、北斗基准站等设施的“多站融合”项目等加快建设，“电网+北斗”的融合创新成果将有望外延至电力、能源以外的行业。

同时，顺应终端设备轻量型、小型化、低功耗的趋势，依托国家电网较为完整的产业链条，与北斗应用适配的各种终端的深度集成将是下一步创新研发的一个方向。“把终端轻量化为一个模组，跟现有的一些电力设施结合起来应用；甚至演变成芯片，直接嵌入到现有的电力设施里去……电子元器件一旦固化为芯片了，推广的力度可能就会更大。这是更长远的发展，会形成整体上的创新。”傅宁说。