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电力+北斗: 实现无信号地区用电信息采集 保障电网安全运行提升精益化管理

北极星输配电网  来源:亮报    2020/11/25 9:18:01  我要投稿  

北极星输配电网讯:北斗系统应用在电力领域的无人机智能自主巡飞巡检、基建现场安全管控、输电线路杆塔倾斜形变监测、用电信息采集、应急处理等方面。依托北斗系统,电网可以在很大范围内确保较高精度的时间同步,从而提高电网运行的稳定性、可靠性和安全性。

电力北斗应用

当前,北斗导航定位、授时授频、短报文通信三大功能在电力系统都已实现应用,涉及无人机智能巡检、地质灾害监测预警、变电站统一授时、用电信息采集、统一车辆管理、线路故障定位等二十余个业务场景,基建、运检、营销、调控等多个业务领域。

在北斗授时方面,电力调控领域、管理信息领域已全面应用北斗授时信号;在北斗授频方面,频率同步骨干网已全部接收北斗授频;在北斗导航及定位方面,车辆全部安装了北斗车载终端。电力系统试点建设了基于北斗的输电线路地质灾害监测评估预警体系,切实提升输电线路抵御自然灾害的能力,主动应对暴雨洪涝诱发地质灾害对输电线路的威胁。

短报文通信是北斗导航系统的独有功能。电力行业利用北斗系统短报文服务覆盖范围广、无信号盲区的优势,将其作为光纤网络和无线公网等传统通信方式的补充,彻底解决偏远地区数据采集难、仍需人工抄表的问题。

目前,基于北斗系统的用电信息采集系统已遍布甘肃、宁夏、陕西等省份的边远地区十几个地市,覆盖客户1100户,采集成功率达到99%。

基于北斗卫星导航系统的电力北斗精准服务网,可为电网业务应用提供实时厘米级、后处理毫米级高精度定位服务,以及纳秒级高精度授时服务,满足电网规划、基建、运检、营销、调度等业务对高精度定位导航、时频服务需求。

青海:实现无信号地区用电信息采集

2012年年初,国网青海省电力公司与中国北斗卫星导航定位应用管理中心深入探讨研究,开创性地利用北斗卫星导航系统具有全区域全时段覆盖服务、其他卫星导航系统不具备的短报文通信等特点,研发形成具有自主知识产权的北斗通信终端,解决了青海偏远农牧区离网光伏电站的监控数据采集难题。

目前,采集终端已在20座离网光伏电站安装和运行,替代了传统的人工设备巡视,减轻离网光伏电站设备的运维工作量,降低运维成本,有效提升了设备自动化管理水平。

此外,使用北斗通信终端还解决了无信号地区居民用电信息采集传输问题,节省大量人力物力成本。目前,青海省已安装1276台北斗通信终端,覆盖全省全部无信号地区,年均节约电力营销服务成本近1240万元。产品也在国内开展了推广应用,其中云南怒江供电局已采购46套,宁夏固原供电公司采购56套,国网西藏电力已提出约400套采购需求。

下一步,国网青海电力将加快开展电力北斗应用研究,建设电力北斗地基增强系统和精准时空服务网,构建“通信、导航、遥感”一体化运营体系,在电力设备运检、营销服务、基建施工、调度控制等专业领域创新开展北斗应用。

浙江:40座电力北斗基准站建设完成

10月31日,随着浙江杭州110千伏北庄变北斗基准站的高精度天线、避雷器等设备的馈线依次接通上电,国网浙江省电力有限公司的40座电力北斗地基增强网基准站建设工作全部完成。电力北斗地基增强网基准站的建成将首次形成覆盖全面的电力北斗精准服务网,为浙江省95%以上区域提供实时厘米级、事后毫米级的高精度定位等服务。

北斗系统广泛应用于线路风偏舞动监测、变电站人员作业安全管控、配电线路授时和故障定位等场景。此外,也可以在地质灾害易发地区的输电杆塔附近建设监测站,把通过北斗卫星导航系统监测到的数据进行整理计算,实现对地质灾害的实时监测预警。

除了精准定位功能,北斗系统优于GPS的精准授时功能,也将被推广应用到浙江电网的多个变电站。通过1000套北斗终端设备,将实现调控中心和变电站自动化、保护、安控等设备精确授时,以及时间同步状态实时监测,实现变电站地理位置信息自动采集功能,提升调控中心和变电站的运行可靠性和自主可控能力。

此外,国网浙江电力还对外提供北斗高精度定位、精准授时授频、北斗网格码等其他公共服务,有效解决了基于电力时空信息的数据集成、业务协同和门户集成等各类关联融合问题,为电力“发、输、变、配、用”各个环节业务提供先进高效的时空信息化支撑。

下一步,国网浙江电力将进一步探索“电力+北斗”在智慧电网领域的深度融合应用,促进浙江电力精细运营、优质服务管理水平不断提升,推进能源互联网形态下多元融合高弹性电网的建设发展。

【专访】

围绕电力北斗技术应用,《亮报》对国网信通产业集团思极位置(吉奥)公司执行董事、党委书记臧志斌进行了专访。

《亮报》:北斗系统在电力系统应用主要有哪些特点?应用过程中,重点在哪些方面要实现突破?

臧志斌:电力北斗应用特点主要包括:

技术积累足。北斗系统与电力系统的首次接触最早可追溯到2010年,国家电网公司研发的北斗授时装置,在国调中心备调机房开展试验验证;后在青海、浙江、陕西、甘肃、宁夏利用北斗短报文进行用电信息数据回传,解决了无公网地区数据抄收难的问题。

研究基础牢。随着研究的不断深入,国家电网公司先后承担了国家发改委、国家工信部的一系列重大专项。国网信通产业集团于2017年成立了以位置服务为核心业务的国网思极神往位置服务(北京)有限公司,建立行业北斗产品检测机构和标准工作组,全面推动北斗系统在电力领域的深化应用。

应用范围广。截至目前,1100余座电力北斗地基增强站已建设完成,实现2.2万座变电站北斗授时,在17万公务车辆、150多条输电线路、13个省电力公司基建现场等部署各类北斗终端,保障了电网安全稳定运行,提升了精益化管理和客户服务水平。

未来,电力北斗应用技术的突破点主要集中在以下几方面。

一是突破电力北斗应用关键技术。制定完善电力行业北斗标准规范;重点研究强电磁、复杂气象等电网特殊环境下的北斗卫星信号抗干扰和防欺骗技术,提升电力北斗服务能力和质量。

二是根据电网特性研发电力北斗终端产品。面向电力运检、基建、营销、调度、安监等场景的不同需求,研究北斗模块抗强磁、微型化、低功耗等关键技术。研制电力行业专用的北斗芯片、模组、终端等基础产品,提升电力北斗产品的自主可控水平。

三是强化北斗与新技术融合创新。加强北斗系统与大、云、物、移、智、链、5G等新技术融合,重点开展“北斗+5G”在无人机智能巡检、室内外一体化定位、统一车辆管理等场景的创新应用;开展时空大数据的挖掘分析与融合应用,面向电网业务提供定制化、智能化的时空服务;探索“通信—导航—遥感”一体化等前沿技术研究,重点研究基于低轨卫星的星基增强、天基遥感智能监测等关键技术,面向应急抢险等业务场景,探索通导遥融合应用。

来源:中国信息通信研究院、《国家电网报》、国网信通产业集团、国网浙江电力、国网青海电力等,马胜、王舒、傅宁、夏传福、刘晓晨、陈丽莎、李斐、李海涛、王闫、张文飞对本文有贡献。


原标题:电力+北斗 安全精准 应用广泛

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