北斗卫星通信系统在电网中的应用

刘陆洋 郜亚轩

(国网乌鲁木齐供电公司，新疆 乌鲁木齐 830011)

1 北斗卫星通信技术介绍

目前国内对于北斗卫星的运用已经到第三代的应用，主要应用在可在全球范围内各种气候、各时段为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，北斗卫星具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为10m，测速精度可达0.2m/s，授时精度为10ns[1]；在数据通信运用方面，具有短报文通信能力。

1.1 多通信模块集成

可实现具有卫星通信、公网、集群对讲三合一网络的应急指挥终端。根据对目前市面的深入调研和技术分析可知，有很多厂商实现了在一个终端中集成、绑定了上述3种通信模块，其优势是1个终端可当3个不同类型终端用，方便、简单、功能多，可以实现卫星通信、公网、集群对讲的切换使用，在使用时可以根据现场的实际环境情况和条件选择其中一种通信方式使用。但因为三者之间网络制式及通信协议各不相同，集群语音无法通过卫星或公网上传下达，这是三合一网络的应急指挥终端目前存在的一点缺点，但随着北斗卫星应用的更深入研究，这一缺点也将会被改善。

1.2 信道资源自适应分配运用

电网在开展电力应急抢修工作时，由于抢修地点的局限性，传统的电力通信网往往无法实现通信支撑。比如，公网虽有信号，但公网信号强度较差，传输速率有可能低于卫星网络，而公网不同网络间，移动、电信、联通等3大运营商的公网信号强度也很难界定网速差异，所以在同一应急终端中采用信道资源自适应分配技术，实现不同网络的优选，进行网速自甄别，对数据进行分包、多通道并行传输，是解决室外电力应急抢险中数据通信的优选手段。

1.3 长报文传输

“北斗”卫星导航系统可以在服务区域内任何时间、任何地点，为用户提供双向短报文通信服务[2]。当前，移动通信和无线电台通信的覆盖范围有一定的局限性，利用北斗卫星导航系统可以成功解决那些偏远地区连公网无线信号都无法实现覆盖的数据通信难题，将北斗卫星导航系统作为传统通信网传输的一种补充，投资少、接入灵活且实现方便快捷，切实解决了传统光纤传输网的一些弊端。目前为止，北斗卫星导航系统已经广泛应用在农业、海洋、电网、气象水利、森林等领域，利用北斗卫星手段传输各类采集、观测数据[3]。

2 北斗卫星通信在电网中的应用

2.1 北斗卫星通信在电力数据采集方面的应用

随着建设世界一流能源互联网的推进，对于电能量数据实现“全覆盖、全采集”更加必不可少。而对于极其偏远的地区，由于无线传输和光纤传输的局限性，无线信号非常弱或根本没有信号而光纤又难以延伸到达，采用无线的方式无法满足电能量数据采集，采用光纤传输方式则不仅投资大而且维护困难、成本高，使用传统的公网或电网光纤通信网都无法解决这一数据采集传输的难题。

北斗卫星系统的报文长度有一定的限制，通信数据数量如果超过最大长度报文，必须分包进行发送[4]。利用北斗卫星系统进行大数据量数据通信时存在数据丢包现象，但电能采集数据量小，对于发送数据数量比较小的情况，我们可以通过重复发送等方式以保证通信的可靠性。

电能量数据采集使用北斗卫星通信系统方式，则只需要设置一个主站系统和一个厂站端子系统就能实现。厂站端采集通信子站实现数据采集，然后利用北斗卫星将数据转发传送给主站，数据传输通道使用的是北斗卫星通信通道，实现简单且方便灵活。只需在需要实现数据采集的站端配置一套北斗通信终端，就能实现远程数据采集和传输。

2.2 北斗卫星系统在授时、授频中的应用

2.2.1 北斗卫星系统在电网授时方面的应用

随着世界一流能源互联网的建设发展，通信传输网、调度自动化、变电站雷电定位、功角测量单元、行波测距等装置对时间精度提出了更加严格的要求。截至2016年底，在北斗授时方面，电网控制领域90%的调度主站自动化系统和20%的变电站时间同步装备均已接收北斗授时信号，而且近年来开始每年以约上千台的速度，对仅GPS授时的装置进行改造，变电站时间同步装置的升级改造。在管理信息领域，目前，国家电网公司在北京、上海、西安三地灾备中心分别建设完成了3个安全稳定可靠的一级时间源节点，3个灾备中心均以北斗信号作为主时间源，对各个省、地市公司提供精准的时间信息，现在覆盖率已经达到了100%。新建和改造调度主站自动化系统/变电站时间同步装置100%接收北斗授时信号；管理信息领域100%应用北斗授时信号。

2.2.2 北斗卫星系统在电网授频方面的应用

目前各省公司的基准时钟源全部接入了北斗授频信号，而且在各个地市公司接入工作也在稳步进行中。授时授频在国家电网公司的广泛应用，给电网公司的生产和管理提供了巨大的帮助，保证了时间的精确和一致，确保电网安全稳定运行，提高了管理信息时间的准确度。

3 结语

随着通信新技术的不断发展更新，为适应能源互联网对通信网的要求，传统的通信网模式已经不能满足能源互联网的需求，研究新技术的应用是电网的趋势。北斗卫星通信的应用，可以解决电网中目前传统通信网的一些问题。随着北斗卫星通信系统应用的不断研究探索，北斗卫星通信在电网中的应用将越来越广泛，也将会解决更多的电网中存在的更多问题。