國網1200座北斗基站年底建成將具備劃時代價值
中國電力網發布時間：2020-08-03 10:10:49
2020年7月31日，中國向全球宣布，北斗三號全球衛星導航系統正式開通，令世界側目。這是一個極具標志性事件。將時間拉回到12年前，2008年5月12日，汶川發生了8.0級大地震。由于震中受災極其嚴重，電網、通信、交通全部被破壞殆盡。國家電網有限公司（下稱“國網”）位于當地的電網線路被截斷，導致電力無法正常供應，所有電力通信設備都已癱瘓，抗震救災指揮部完全無法與震中取得聯系。危急時刻，抗震救災指揮部緊急調動了剛開始建設不久的北斗系統，將北斗系統震中地區的數據鏈接到了指揮部。指揮部接收到了第一個來自北斗系統的定位信號。信號顯示，對方正向汶川地區高速前進，經短報文確認，這是一支武警救援部隊。隨后，這支部隊將震區的受災情況以及所需物資、坐標等信息通過短報文發送到了指揮部。第三天，臨時組建的北斗導航分隊攜帶上千部“北斗一號”終端機進入災區，終于實現了震中各點位與指揮部的直線聯系，為整個抗震救災行動提供了關鍵的通信保障。這是北斗系統與救災減災、電力、通訊行業的首次結緣。北斗的出色表現讓它的名字開始廣為人知，也讓國家電網認識到北斗在電力領域應用的價值。為了擺脫衛星導航系統受制于人的現狀，把命運牢牢把握在自己的手中。1994年，中國啟動北斗衛星導航系統工程建設。2000年10月31日，我國第一顆“北斗一號”導航衛星發射升空，向全國提供服務，解決了我國導航系統“從無到有”的問題。經過了二十多年的努力，2020年6月23日上午，西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射北斗系統第五十五顆導航衛星，北斗全球組網成功，真正實現了“鴻飛河漢，北斗執天”。在電力、交通、農林漁業、水文監測、氣象測報、救災減災、公共安全等各個領域，在我們生活中的點點滴滴，很多稀松平常的事情背后，都有北斗，默默在為我們護航。在電力領域，北斗可為智能電網、電力物聯網、能源互聯網+的建設提供導航定位、精準授時、短報文通信等服務，是我國能源戰略發展的有效支撐手段。福建廈門李林220kV變電站改造工程現場，現場管理人員佩戴北斗安全帽，并使用北斗智能手持終端開展工作。從2010年開始探索北斗在電力領域的應用至今，國網已經默默地走在前列。國網信息通信產業集團有限公司副總經理、黨委委員孫德棟對「能見」表示，隨著北斗三號系統全球組網的順利完成，北斗系統的服務能力和覆蓋范圍得到大幅度提升，對于電力行業北斗應用具有劃時代的推動作用。比如，國家電網在巴西、“一帶一路”沿線等國家都有電網投資建設，北斗的全球組網使得這些地方的業務也能用上北斗。另外，三代系統的短報文通信能力大大提升，也會帶來新一輪的業務應用增長。北斗是“千里眼”和“透視眼”
在“北斗+電力”融合發展方面，電網的安全生產和業務管理與時間、空間息息相關，如智慧變電站中的巡檢機器人、輸電線路上的巡檢無人機需要北斗系統提供高精度的位置服務，電力設備狀態分析、電力調度中的時序同步需要北斗提供授時授頻服務，無公網覆蓋地區的用采信息采集需要北斗提供短報文通信服務。北斗全球組網成功的同一天，國內首個海島電力北斗地面基站在江蘇開山島建成投運，為海島及周邊海域提供精準定位、精準授時，大大提高了海島微電網的安全穩定運行能力。要知道，北斗衛星導航系統的官方定位精度為米級，但在海事、交通、電力、測繪等領域往往對定位精確度要求更高。比如在電力領域，對電力桿塔等設備的定位要求往往需要達到厘米級，這就需要在地面上建立北斗基站才能實現。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”，一旦發生地質災害，巡檢人員不需要去現場就能了解變電站、輸電鐵塔等電網設施有無受損，而且能發現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網基準站的“法眼”。觀龍500kV變電站新建工程現場，軌跡監測裝置正在進行現場安裝調試。“在此之前，我們在海島上修建基礎設施，有時實際精度和設計精度差距較大。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，漁民作業都將因此受益。”國網江蘇思極科技公司一位負責人說。國網江蘇思極科技公司是國網江蘇省電力有限公司和國網信息通信產業集團有限公司共同組建，各持股50%。國網信通產業集團成立于2014年底，是國網整合系統內優質信息通信資源成立的全資子公司，是我國能源行業主要的信息通信技術、產品及服務提供商，是“國網芯”深度研發設計與規?；瘧弥蔚氖姑袚撸簿唧w承擔了國網探索北斗系統在電力行業中應用的重任。國網信通產業集團希望借助電力北斗精準時空服務網在導航定位授時中的優勢，打造時空服務運營體系，構建行業時空數據資源中心；建設輸電線路在線監測、變電站人員安全管控、配網桿塔監測等方面的示范應用，進一步推動“北斗+電力”融合發展。國網信通產業集團于2017年8月整合集團內部地理信息、衛星通信、導航等相關產業優勢資源成立了國網思極神往位置服務（北京）有限公司（簡稱“思極位置”），該公司是國網系統內專業從事北斗與地理信息服務業務的產業化單位。思極位置以時空信息服務為核心業務，打造能源行業時空智能基礎設施及運營服務體系，致力于成為世界領先的時空智能產品及服務整體解決方案提供商。除了江蘇思極科技公司外，國網信通產業集團已經與多家國網省級公司合資成立各省思極科技公司，甚至可以為除電網外的其他行業服務。除了能夠提高北斗衛星定位的精準度外，電力北斗地面基站還可以精準授時。目前，北斗的精準授時功能已經對接了開山島的智能微電網系統，覆蓋了風機、光伏、儲能、柴油機、以及海水淡化等設備。國網連云港供電公司信通分公司一位負責人曾表示：“目前，國內電網設備對時間精度要求為毫秒級，利用北斗授時功能，設備時間精度提升到納秒級，遠遠超過電力設備安全穩定運行所需，將更有利于微電網的調控運行。在惡劣天氣或者故障發生的時候，通過北斗衛星傳輸故障信息，可以對海島電力運行進行無死角、全天候的掌控”。到2020年底，國網將建設1200座電力北斗基站，將具備在全域范圍內提供實時米級、分米級定位服務，在重點區域如輸電線路沿線、地質災害高發地區提供厘米級、毫米級定位服務的能力。像開山島這樣的海島型電力北斗基站，國網今年根據需要還將推廣建設10座，并在未來3年內實現有人居住島嶼北斗信號的全覆蓋。電力行業需要北斗
國網作為關系國家能源安全和國民經濟命脈的國有重要骨干企業，經營區域覆蓋全國26個?。ㄗ灾螀^、直轄市），覆蓋國土面積的88%，供電人口超過11億人。隨著電網規模的不斷擴大，對電力系統高精度授時及全網時間同步、故障測距、遠程抄表、電力巡檢搶修等環節提出了更高要求。北斗系統在汶川大地震中的出色表現給國網留下了深刻的印象。國網隨后建立機動應急通信指揮系統，并在所有的應急通信車上安裝了北斗車載終端。隨著近兩年國網與北斗應用合作的加深，國網現有GIS平臺已和北斗衛星導航系統融為一體，可實現全天候、無盲區的對應急車輛提供導航定位、位置上報、監控管理、指揮調度、安全保密、路徑優化、應急救援等服務，能有力保障應急搶修車輛在各種突發情況下對電力設施的檢修和搶險。從2010年開始，國網大力推進北斗在電力行業的應用和探索。除了高精度定位外，還涵蓋了電網控制領域的調度自動化系統時間同步、電力通信網的頻率同步，以及利用北斗短報文在偏遠無人地區的數據采集回傳等各個方面，形成了多種北斗+電力的應用解決方案，在電網生產和管理中也得到了廣泛的應用。隨著電力系統自動化的發展，調度自動化、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格的要求。在授時方面，國網分別在2009年、2013年發布了兩項時間同步規范。從2012年開始每年以2000多臺的速度，對僅有GPS授時的裝置進行改造。截至2016年，共有11類800多套調度自動化主站系統接收了北斗時間信號。北斗系統在國網的廣泛應用，給國網的生產和管理提供了巨大的幫助。特別是“十三五”期間，國網對配電網在提升裝備標準化、完善配網網架結構、配電網精益化管理、配電通信網四個方面提出了更嚴格的要求，目標是加快向現代化主動配電網的轉型升級，這都離不開北斗和配電網的探索性融合。2016年，國網信通產業集團與中國衛星導航定位協會簽署戰略合作協議，旨在推動北斗精準服務網在電力行業的落地應用。根據合作協議，國網負責引領北斗精準位置展開規?；瘧茫七M北斗衛星導航系統的落地應用，而北斗衛星導航系統提供電力管網的精細化管理和服務。國網信通產業集團董事長、黨委書記王政濤表示，國網探索北斗系統在電網生產和企業管理中的創新應用取得了一系列突破性成果，北斗在技術上可滿足國網建設、應用對衛星導航系統的需求，大力推廣北斗衛星導航系統的電力應用時機已經成熟。2019年，國網信息通信產業集團牽頭建立北斗開放實驗室首個電力行業分實驗室。該實驗室是北斗開放實驗室序列唯一一家電力行業分實驗室，將北斗系統的位置服務網與能源專業地圖、能源物聯網深度結合，建設北斗電力高精度位置服務生態鏈。早在2018年，國網提出建設“能源互聯網企業”的戰略目標。此后，能源互聯網一直是國網的主攻方向。而能源互聯網的建設離不開導航定位、精準授時、短報文通信等服務。目前，以能源互聯網5G應用、電力北斗應用等為代表的新型數字基礎設施，已成為國網繼特高壓、新能源汽車充電樁之后的第三大主攻方向。在近期國網發布的“數字新基建”十大重點建設任務中，也對電力北斗應用提出了明確要求。即：建設電力北斗地基增強系統和精準時空服務網，構建“通信、導航、遙感”一體化運營體系，在電力設備運檢、營銷服務、基建施工、調度控制等領域推廣北斗應用，向交通、物流等行業延伸提供精準授時、定位導航、地理信息等服務，助力國家北斗產業發展，年內建成電力北斗地基增強網，推進電力運檢、營銷、基建、調控等4大領域典型應用。輸電線路無人機巡檢，無人機提前按照設置好的軌跡飛行圖一鍵起飛巡檢，無需人員操控。目前國網在電網基建、設備運維檢修、營銷用電數據采集、電力調度控制、車輛后勤等領域推廣北斗終端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%的調度主站自動化系統和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星授時接入率達100%。在位于北京、上海、西安三地數據中心分別建設了3個以北斗信號為主、GPS信號為輔的一級時間源節點，國網下屬各單位近百萬臺信息設備實現北斗授時。北斗定位導航應用方面，國網超過17萬輛生產和公務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災害監測預警應用；在山東、江蘇等6家單位開展基建現場人員和設備安全管控，累計部署終端近4000套。浙江長龍山抽水蓄能電站500kV送出工程現場，工作人員在調試北斗手持終端。配電網管理方面，通過北斗高精度授時和配電自動化終端有機結合，提高了故障定位準確率，縮短搶修時間。北斗短報文通信方面，在陜西、青海、甘肅等無公網信號覆蓋地區推廣7000余套帶有北斗短報文通信功能的用電信息采集終端，解決業務數據遠程回傳問題。目前電力系統內對北斗技術應用的認知還需要一個逐步了解的過程，電力原有業務標準與北斗技術標準還不匹配，各個業務專業的需求還比較零散，存在需求種類多、數量少，這對于大規模推廣應用帶來了難題。如今，國網信通產業集團一方面正在積極爭取國網對北斗技術應用政策上的支持，加強北斗技術應用推廣力度，另一方面也在推動制定各類電力設備融合北斗技術的標準，促進在電力一二次設備中擴大北斗技術應用。
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