北斗精确定位技术在智能电网中的应用

摘 要：北斗系统建设的意义在于定位系统自主化，这对于国家战略安全具有重要的意义。电网运行的安全和稳定直接关系到国家战略安全，因此国家电网公司有责任也有义务尽快推广使用北斗系统，这有利于电网安全，同时也符合国家安全战略。

关键词：北斗;高精度;智能;电网

0 引言

北斗系统是真正属于中国的“北斗星”，在北斗三代技术体系下，北斗系统在信号体制上比GPS更加优越，RTK精度在平面上可达厘米级，可靠性更高，具有更好的抗干扰能力。随着北斗三代系统的规划实施，对电力系统高精度授时及全网时间同步、故障测距、远程抄表、电力巡检抢修等环节提供了更可靠的保障。“北斗+电力”可保证电网运行更加安全高效，降低供电故障率，维护国家的电力信息安全。

智能电网对于高精度定位技术有迫切的需求，如电力设施形变监测、防破监测和输电线舞动监测等。随着北斗系统可靠性、精度、稳定性的进一步提高，足以满足智能电网的应用需求，可以全天候实时监测杆塔形变、外破和输电线舞动等，有力保障电力供应系统安全、稳定、高效的运行。在电网的位置服务方面，可实现全天候、无盲区的对应急车辆提供导航定位、位置上报、监控管理、指挥调度、安全保密、路径优化、应急救援等服务，能有力保障应急抢修车辆在各种突发情况下对电力设施的检修和抢险，提高智能电网的工作效率。

1 北斗技术在电力系统的应用

1.1高可靠高精度授时技术的应用

电力系统是与时间频率密切关联的大工业系统。无论电压、电流、相角、功角变化，都是基于时间抽的函数。电力系统的快速发展，对时间频率同步的要求日益迫切，需要准确、安全、可靠的时钟源，为电力系统各类运行设备提供精确的时间基准。 我国电网的各级调度机构、发电厂、变电站、集控中心等需要统一的时间参考基准，以满足各种系统。例如，调度自动化系统、能量管理系统（EMS）、生产信息管理系统、监控系统，以及各种设备，例如，继电保护装置、智能电子设备、事件顺序记录（SOE）、厂站自动控制设备、安全稳定控制装置、故障录波器、RTU远动等装置，对时间同步的要求，确保实时数据采集时间一致性，提高线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确性，从而提高电网事故分析和稳定控制的水平，提高电网运行效率和可靠性，适应我国大电网互连，特高压输电的发展需要。

1.2 基于高精度定位技术应用

北斗高精度定位技术进行应用针对电力行业的一些特殊场景，如风轮机铁塔监测、灾害监测以及无人机巡检。

（1）杆塔监测

利用北斗高精度定位技术，满足电力杆塔检测对精度要求（厘米甚至毫米级），对杆塔进行实时监测，并将监测数据传送至后台处理，后台分析监测数据，并为后续预警和巡检工作做好准备。

（2）灾害监测

目前，我国有较大一部分的水电站、变电站建设在深山、河流附近，地理环境复杂，自然灾害时常发生，给电网安全造成重大影响。利用北斗高精度定位技术，主要针对滑坡、危岩、泥石流、塌岸等场景，实时监测有灾害隐患的危险区域，将采集到的数据传送到后台监测中心进行模拟演算，根据演算结果决定是否发送预警信息，切實做好防灾减灾工作，减少自然灾害带来的破坏。

（3）无人机巡检

我国高压输电线路长度大，传统的人工线路巡检危险性大，效率低，成本高，尤其是一些偏远山区、无人区，线路巡检难度更大。将北斗系统与无人机结合，利用北斗高精度定位技术，制定高精度的输电线巡检路线，可精确定位输电线路的故障点，同时对故障点进行超近距离检查，更快的找出故障原因。北斗无人机线路巡检可大大提高电力运维的速率，使得许多工作能够在完全带电的情况下迅速完成，确保了用电安全;与有人直升机线路巡检相比，北斗无人机线路巡检大大降低了劳动强度，有效提高巡检作业人员的安全性，降低了线路巡检成本;北斗无人机巡线速度快、应急能力强，能快速及时发现缺陷，及时提供信息，避免了线路事故停电。

1.3电网资源智能化管理应用

（1）多功能智能管理系统

结合北斗三代系统和地基增强网，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，具备区域导航、定位和授时能力的优势，应用在在电网资源数据采集、检修运维、应急处置、重大灾害预警和重大活动保障等方面，融合多业务源的综合分析系统。

（2）智能分析辅助决策

通过整合、气象、火灾、雷电监测、覆冰监测、应急系统、塔基大坝、便携式灾害预警、可穿戴的综合巡检系统，构建多种应用终端和后台应用系统，实现对人、车、电力设施、一二次设备等电网资源多维度数据的融合、存储及管理，并利用大数据和云计算技术进行数据分析展示，提供灵活的云服务，提升公司对北斗技术的应用水平。

（3）采集业务全过程管控

规范及优化外业采录流程：（任务工单发起、工单下发、外业采录作业、采录过程监控、任务工单上传、数据审核发布等）。

标准化外业采录作业，设备属性数据结构基于统一电网CIM模型设计，满足PMS2.0、营销、GIS等系统的设备定义范围和数据结构，从数据源头控制采集数据质量。

2 结论

北斗系统经过若干年的发展和进步，目前技术已经相当成熟，随着北斗三代系统建设的开展，系统整体性能还将有质的飞跃。在智能电网中推广应用北斗系统，具有非常可观的应用前景和深远的战略意义。首先，利用北斗授时、定位、测姿和卫星通信等功能，发展更多电力应用业务，提升电网智能化程度和运维水平。其次，提升国网公司掌握和运用北斗技术的科研实力，丰富国网公司在北斗技术方面的研究和应用经验。拓展北斗系统在电力系统中的应用，可为我国北斗系统的发展贡献力量。

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作者简介：

刘晓露，男，汉族，1983年6月出生，硕士研究所，研究方向：电力通信系统研究;