北斗導(dǎo)航定位在城市電網(wǎng)的應(yīng)用分析范文

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摘要：在我國傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)邁進(jìn)過程中，對(duì)衛(wèi)星定位技術(shù)提出了更高的要求。而基于北斗導(dǎo)航定位的城市電網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)具有穩(wěn)定、可靠、精確、安全等優(yōu)良特點(diǎn)。因此，本文以北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)為研究對(duì)象，北斗導(dǎo)航定位、GPS衛(wèi)星技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用情況進(jìn)行了對(duì)比分析，介紹了北斗導(dǎo)航定位在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，闡述了北斗導(dǎo)航定位在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中的具體應(yīng)用，以期為北斗衛(wèi)星技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用價(jià)值的充分發(fā)揮提供有效的借鑒。

關(guān)鍵詞：北斗導(dǎo)航定位;城市電網(wǎng);服務(wù)鏈;

北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位、通信系統(tǒng)，其主要包括空間端、用戶端、地面端幾個(gè)模塊，可為全球不同地區(qū)用戶提供全天候?qū)崟r(shí)服務(wù)。同時(shí)北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)獨(dú)特的短報(bào)文通信能力，也可以提高定位精度在5.0m以內(nèi)，控制授時(shí)精度在100.0ns以內(nèi)，進(jìn)一步提高我國與周邊地區(qū)授時(shí)定位服務(wù)效率。因此，對(duì)北斗導(dǎo)航定位在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)分析具有非常重要的意義。

1北斗導(dǎo)航定位與GPS衛(wèi)星技術(shù)對(duì)比

以北斗二號(hào)為例，一方面，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)具有快速定位、全天候提供全球?qū)Ш叫畔⒌奶攸c(diǎn)；而GPS系統(tǒng)主要由24顆地球同步衛(wèi)星構(gòu)成，其可每間隔1.0～3.0s為用戶提供經(jīng)緯度、時(shí)間、高度及速度信息。另一方面，GPS衛(wèi)星技術(shù)在我國城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中應(yīng)用較早，其是現(xiàn)階段城市電網(wǎng)內(nèi)部應(yīng)用較廣泛的時(shí)間同步技術(shù)。但是在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，GPS衛(wèi)星通信技術(shù)已無法滿足城市電網(wǎng)服務(wù)鏈功能；而北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)由我國自主研制，其特有的雙向信息通信功能，可在保證電力系統(tǒng)應(yīng)用穩(wěn)定性的同時(shí)，進(jìn)一步提高了時(shí)間同步精度。

2北斗導(dǎo)航定位

在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)首先，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)中時(shí)間同步技術(shù)可為電力系統(tǒng)調(diào)度部門、變電站、監(jiān)控中心提供統(tǒng)一的時(shí)間管控標(biāo)準(zhǔn)，為整體電力網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集時(shí)間一致提供保障。其次，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)中特有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、安全穩(wěn)定控制裝置及事件順序記錄系統(tǒng)，可在滿足數(shù)據(jù)采集時(shí)間實(shí)時(shí)同步的同時(shí)，提高電網(wǎng)參數(shù)檢驗(yàn)準(zhǔn)確概率，并為線路故障測(cè)距及功角動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。最后，基于電力系統(tǒng)內(nèi)部信息交換量大、狀態(tài)更新快的特點(diǎn)，只要滿足一定時(shí)間同步精度，就可以在北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行相位比較及系統(tǒng)故障記錄，整體系統(tǒng)控制效率較高。

3北斗導(dǎo)航定位在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中應(yīng)用

3.1北斗導(dǎo)航定位

在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)階段城市電網(wǎng)服務(wù)鏈完善建設(shè)過程中，北斗導(dǎo)航體系已成為城市電網(wǎng)建設(shè)的重要模塊。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)項(xiàng)目包括IPPS秒脈沖準(zhǔn)確度、IPPS秒脈沖脈寬、IPPS分脈沖準(zhǔn)確度、IPPS分脈沖脈寬、守時(shí)穩(wěn)定性、靜電放電抗干擾能力、射頻電磁場(chǎng)輻射抗干擾能力、浪涌抗干擾能力、工頻磁場(chǎng)抗干擾能力等。其中IPPS秒脈沖準(zhǔn)確度、IPPS秒脈沖脈寬檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)于1000ns、20～2000ms；而IPPS分脈沖準(zhǔn)確度、IPPS分脈沖脈寬檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分別為優(yōu)于1000ns、20～2000ms；守時(shí)穩(wěn)定性檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)于4.2μs/min；靜電放電抗干擾強(qiáng)度、射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度能力檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均為GB/T17626.2III級(jí)；浪涌抗干擾能力、工頻磁場(chǎng)抗干擾能力分別為GB/T17626.5II級(jí)、GB/T17626.8IV級(jí)。如我國某企業(yè)研發(fā)的時(shí)鐘同步技術(shù)主要檢驗(yàn)IPPS秒脈沖準(zhǔn)確度及IPPS秒脈沖脈寬、分別為優(yōu)于10ns、150ms，遠(yuǎn)高于檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。

3.2北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文主要采用北斗魔盒位置服務(wù)體系，通過北斗魔盒+移動(dòng)設(shè)備組合模式，在云網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提供位置信息服務(wù)[2]。首先，在數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)過程中，主要為數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)操作，如數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)庫查詢等。在數(shù)據(jù)庫具體運(yùn)行過程中，還需要進(jìn)行巡檢信息技術(shù)、巡檢任務(wù)下達(dá)、用戶信息表填寫、設(shè)備缺陷信息申報(bào)等模塊設(shè)置。其次，在業(yè)務(wù)層系統(tǒng)服務(wù)端，用戶可以通過相關(guān)邏輯信息搜集設(shè)定與之對(duì)應(yīng)的城市電網(wǎng)巡檢狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯層主要包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)設(shè)置、用戶角色規(guī)則、巡檢任務(wù)方案、缺陷記錄規(guī)則等幾個(gè)模塊。其中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)設(shè)置主要為相關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行巡檢狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，并設(shè)置一定的查詢條件或匯總條件；用戶角色規(guī)則主要針對(duì)系統(tǒng)面對(duì)的不同類型的用戶角色。最后，系統(tǒng)功能層可以同時(shí)提供用戶輸入數(shù)據(jù)、系統(tǒng)結(jié)果反饋兩個(gè)功能。從功能主框架層進(jìn)行分析，其主要包括移動(dòng)端、桌面端兩個(gè)模塊。其中移動(dòng)端功能層主要包括照片拍攝及上傳、位置信息采集、終端巡檢、巡檢任務(wù)接收、巡檢結(jié)果反饋、記錄異常信息、未巡檢設(shè)備顯示、巡檢軌跡記錄等幾個(gè)模塊；而桌面端功能主義包括巡檢任務(wù)下達(dá)、巡檢軌跡查詢、用戶管理、巡檢結(jié)果查詢等幾個(gè)模塊功能。

4北斗導(dǎo)航定位

在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈中的應(yīng)用基于現(xiàn)階段GPS導(dǎo)航信號(hào)服務(wù)缺陷，我國國家電網(wǎng)在2017年成立了專門的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)開發(fā)企業(yè)——國網(wǎng)思極神往位置服務(wù)有限公司，為我國城市電網(wǎng)管理提供了有效的地理信息。依托我國現(xiàn)有高精度位置服務(wù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源，在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈建設(shè)過程中，可通過超大規(guī)模電網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，為整體電力應(yīng)急通信、安全運(yùn)維、常規(guī)巡檢提供充足的支撐。在實(shí)際應(yīng)用過程中，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要從空間信息、信息查詢、社會(huì)信息3個(gè)層面，對(duì)全部IT、信息與時(shí)間進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析，構(gòu)建了一個(gè)全時(shí)空、高精度的位置服務(wù)體系。一方面，在實(shí)際應(yīng)用過程中，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)內(nèi)部具有專門的新機(jī)增強(qiáng)系統(tǒng)，可以進(jìn)一步增加城市電網(wǎng)位置精度，并控制電網(wǎng)精度誤差在2.0～5.0m之間[3]。另一方面，在北斗導(dǎo)航定位精度增強(qiáng)的基礎(chǔ)上，可利用地面電力基礎(chǔ)設(shè)置，以地面增強(qiáng)站的形式設(shè)置高精度北斗服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合國家電網(wǎng)在變電站、光纖、通信等基礎(chǔ)設(shè)置中增設(shè)的北斗電基增強(qiáng)裝置。可以內(nèi)部光纖為渠道，將信息傳遞到數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行統(tǒng)一處理，并為用戶提供分米級(jí)甚至厘米級(jí)位置服務(wù)信息。在這個(gè)基礎(chǔ)上，通過短報(bào)文通信網(wǎng)、關(guān)鍵時(shí)間網(wǎng)、高精度位置服務(wù)網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的有效連接，可為社會(huì)大眾及電網(wǎng)行業(yè)提供高精度服務(wù)。如電網(wǎng)智能巡檢、無人機(jī)巡檢、輸電線路檢測(cè)、智能通信、現(xiàn)場(chǎng)電力施工等。

5結(jié)語

綜上所述，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，建設(shè)更加穩(wěn)定、精度更高的時(shí)鐘同步系統(tǒng)是智能電網(wǎng)發(fā)展的主流趨勢(shì)。因此，在城市電網(wǎng)服務(wù)鏈建設(shè)過程中，相關(guān)人員應(yīng)依托現(xiàn)有資源，利在北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)內(nèi)，利用同步相量測(cè)量技術(shù)、高速數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析。在保證電網(wǎng)數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定性的同時(shí)，可為電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)維護(hù)提供有效的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王豐周,王彥超,王紅濤,等.北斗精確位置服務(wù)技術(shù)在電網(wǎng)線路巡檢中的應(yīng)用研究[J].低碳世界,2017(23):98-100.

[2]劉金長(zhǎng).北斗高精度位置服務(wù)及其在輸電線路地災(zāi)預(yù)警體系中的應(yīng)用[J].軟件和集成電路,2018(1):32-33.

[3]楊成濤,周正煉,楊根甜,等.基于北斗精確定位的CORS系統(tǒng)在電網(wǎng)安全運(yùn)維作業(yè)方面的研究及應(yīng)用[J].信息通信,2017(1):42-43.

作者：王磊 單位：北京京電電力工程設(shè)計(jì)有限公司