从前,车、马、邮件都慢,出行不是一件容易的事。随着时光飞逝、科技发展,如今我们只需拿出手机,点开打车软件,时间信息和位置信息随订单一键发送,在时空大数据技术的支撑下,世界触之可达。
基于电力业务的飞速发展,国家电网公司联合“北斗”,不断深化时空大数据研究与应用,为电力全时空、全业务高效稳健运行提供解决方案。在国网浙江电力能源互联网形态下多元融合高弹性电网的建设中,核心关键技术和战略性前瞻性技术研究必不可少,“北斗”应用也为打造高弹性电网提供了强大的技术支撑。
现在我们出发,开启一场“北斗+电力”的数据时空之旅!
“北斗+电力”的数据时空之旅!
01 起飞之前,先了解一下北斗是什么
中国北斗卫星导航系统(以下简称“北斗”),由中国自行研制,与我们熟知的GPS一样,属于卫星定位导航系统,为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。
20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成三步走发展战略:2000年年底,北斗一号覆盖中国;2012年年底,北斗二号服务亚太;2020年,北斗三号星耀全球,广泛应用于各行各业。
02 应用于电力,做好基础工作很重要
就像移动通讯需要信号塔,首先得有电力北斗基准站(预计年内全国范围建设1200座,浙江地区建设40座,目前正在加紧建设中),并对其进行加密、通信链路和组网联调。依托基准站建设电力北斗时频同步网络,为周边终端设备提供毫秒级以上授时服务,基本形成全国联网的电力北斗地基增强系统。
同时要打造以北斗高精度位置服务、短报文通信服务和统一时频服务为核心业务的北斗综合服务平台,为设备、营销、基建、调控等领域北斗应用提供公共基础服务支撑。
目前,国网浙江电力已完成北斗短报文通信终端、北斗智能手环、室内定位基站、变电站地基沉降监测终端等基础设备建设,并在各地开展试点工作,为“北斗+电力”应用推广做好充足准备。
03 准备工作完成,就可以起飞了。
第一站:沿巡检线路,看“电力运检+北斗”
有了北斗加持,如同给电力巡检配上了“千里眼”和“透视眼”,无论是在输电、变电、配电等各个环节的各个应用场景,都无法逃脱北斗的“法眼”。
智能巡检作业
传统运检线路的巡检系统存在智能化水平不足、操作步骤繁琐、偏远地区信号不稳定等问题,将北斗应用其中,人工巡检时可提高人员安全和通讯可靠,无人机巡检时可提高无人机定位精度、机动性能、可靠程度和协调能力,从而提高巡检效率,并通过电子地图标注无人机实时位置、机动方向、行进速度和时间等,便于发布指令和搜救回收。
杆塔状态和地质灾害监测
因自然、人为等因素造成的电力铁塔形变、位移、倾倒事故“威胁”着电网运行的安全。怎么办?首先,找到铁塔“关键位置”,安装监测设备,通过北斗高精度三维定位技术,紧盯铁塔进行实时监测;通过基准点和监测点对电力铁塔状态进行实时厘米级、静态毫米级监测;最后,将监测信息传输至后端服务器,比较铁塔实时状态和原始状态,并根据结果进行“分级别告警”。
而地质灾害监测与杆塔状态监测大体相同,不同点在于采取居民用电供电和单点定位技术,并增加了土湿模块和雨量桶,将环境因素与设备设施状态紧密联系,构建防灾监测应用体系,全面掌握各类风险实时状态信息,及时采取有效措施。
来到湖州地区瓶武线94号杆塔,可以看到,这里已试点应用北斗三代产出成果,通过监测杆塔附近地质数据情况,分析杆塔环境信息变化趋势,结合环境微气象数据,可实时对铁塔位移、沉降等进行监测。
此外,北斗还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、传感器短报文通信等场景,为电力运检大开明路。
第二站:上智慧工地,看“电力基建+北斗”
在工地,最重要的事情是什么?
安全!从人员、到机械、物资、环境,以北斗导航定位技术、短报文通信技术为基础,通过智能终端设备的应用推广,并结合基建安全管理平台,可以全方位、动态感知基建现场情况,在保障工程安全、高效的同时,让工地更加“智慧”。
目前,国网浙江电力已具备“北斗+基建”技术条件,后续将逐步推进北斗在基建领域的应用,确保人员、机械、物资安全。
人员安全
基建现场人员需佩戴北斗安全“两件套”。一是具有北斗高精度定位模块和视频采集功能的“智能安全帽”,可实时定位监管到岗到位情况,实时上传现场作业视频信息;二是具有北斗定位、一键呼救功能的“智能工卡”,可在进入危险区域时进行实时告警,在无公网情况下发送求救信号。
机械安全
在推土机、挖掘机、压实车等基建工程常用施工机械上安装车载终端,并向其导入基于北斗RTK(载波相位差分技术)的三维电子数据图纸,精确引导操作手“抬多高”、“挖多深”,减少误差,提高效率。
物资安全
让物资“有身份”,用北斗RFID实物标签对施工物资进行实物ID管理,并经由移动作业终端实现现场物资可查可识别;让物资“可追踪”,基于北斗定位及短报文通信功能,经由物资监控系统实现移动物资动态可追踪。
此外,北斗同样可以为电力设施基建提供前期勘测规划、路径导航、选址优化等辅助功能,这些都已在规划当中,即将可实现基建现场的可控、能控、在控。
第三站:去偏远地区,看“电力营销+北斗”
我国幅员辽阔,电网覆盖广大,在部分偏远地区,公网信号薄弱,甚至没有信号,通信成为施工作业和用电信息采集的“绊脚石”。
有了北斗系统,只需携带一个小小的短报文通信终端,就可随时随地将其所连接的设备采集的数据,发送到后方,解决无公网覆盖地区用户用电量、小水火电发电量采集需求。
目前在丽水地区,已实现依托北斗短报文技术搭建电力数据安全采集系统,作为现有信息采集方式的补充,满足了部分偏远地区并网水电站的电力信息采集需求。
此外,电力营销领域的反窃电定位装置、营配贯通优化升级、车联网等也随着北斗的应用正实现长足发展。
第四站:与时间同步,看“电力调控+北斗”
时间同步,才能运行自主。随着电力系统自动化的发展,所有信息都集中到了调度端。这个时候,如果系统的全网时钟不同步,就有可能会引发数据丢失、SOE时间信息逻辑混乱、工作站死机甚至系统瘫痪等故障。因此,调度自动化系统对“高精度”、“同步”时钟的需求越来越迫切。
基于北斗卫星系统优于GPS系统的授时精度,和单、双向两种授时功能,如今已全面应用于电力调控领域。通过1000套北斗终端设备,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运行可靠性和自主可控能力。
“北斗”的全面赋能为国网浙江电力的安全稳定运行提供了坚强保障,让电网更具弹性和韧性。就拿今年的迎峰度夏来说,超长待机的三伏天,使得电网负荷再创新高,国网浙江电力提前准备,积极应对,在宁波、金华、舟山、嘉兴等地投运动态增容线路,通过在输电线路等设备上安装智慧导线精灵、微气象等前端感知设备,立足北斗高科技技术,实时采集导线温度、弧垂,环境风速、风向等数据,通过计算实现电网输送限额动态调整,支撑电网输电能力。
“北斗+电力”的时空之旅,不仅让我们观览了浩瀚数据宇宙的一角,更让我们看到了能源互联网形态下这一张高承载、高互动、高治愈、高效能的多元融合高弹性电网在不断铺展。
未来,国网浙江电力将继续依托日益成熟的北斗技术,统一建设北斗综合公共服务组件,部署一体化云平台,为全省95%以上区域提供厘米级高精度定位服务;建立国家电网首个基于北斗网格码技术的电力多源时空大数据平台,有效解决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,实现对智能电网的全过程、全局管控;以规范高效的数据组织和管理形式,结合室内室外高精度定位和智能导航,支撑电力全时空、全业务高效稳健运行,推进能源互联网形态下多元融合高弹性电网的建设发展。
随着北斗系统在各行各业的进一步应用,我们也将体验更科技的生活,领略更广阔的世界。
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