浅析北斗卫星导航系统在电力行业中的应用

葛云涛 赵光俊 潘飚 周萌 解智逸

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1 北斗精密授时在电力系统中的应用

电力行业相对于其他行业而言有着本身独有的特点。电力系统在实际应用中所具有的安全性能更是和我国国家安全有着非常密切的联系。在电力系统实际使用中，由于电力业务对实时性的严格要求，采取积极有效的方式方法使得全网时间能够得到有效的同步，对于电力企业的发展有着非常重要的意义。电力业务时间同步的实际需求如表1所示。

出于各方面因素的考虑，卫星授时主要以北斗系统为主，GPS为辅。卫星授时在具体应用时，可以覆盖范围非常广阔的区域，而且其精度可以得到有效保障，授时的具体精度为20ns，可以为整个电网的安全运行提供强有力的时钟源。电力北斗时间同步网络是由各级电网的时间同步系统经过一定的结构组合而成的，具体如图1所示。

不同级别之间的电网，通过有限时间基准信号作用的正常发挥可以使得整个电网实现时间同步[1]。

图1 电力北斗时间同步网结构

图2 电力业务时间同步需求

2 北斗高精度测量在塔杆形变监测中的应用

在电力网络向用户端输送电力的过程中，杆塔对于电力网络作用的正常发挥有着不可替代的重要意义。通常情况下，一旦杆塔等一些高度较高的电力设施由于各类因素的影响每周或每天持续性向某一个方向倾斜或扭曲1～2cm，很可能造成杆塔坍塌的后果。经过一系列调查研究表明，由电力系统所带来的附加损失超过其本身故障所造成损失的400倍。因此，为了使电力网络输电效率得到有效保障，全方位减少线路维修工作进行中所需要投入的经济成本，使得杆塔在应用中，可能存在的沉降倾斜等安全隐患得到实质性的消除，有必要结合电力网络的实际情况，在其适当的区域以及部位上建立起电力北斗杆塔形变监测系统，对杆塔的实际状态进行24小时无差别监测。通过实时动态技术的合理利用，可以使杆塔检测精度达到厘米级甚至是毫米级。在一些地势崎岖气候恶劣的区域应用该技术，可以有效降低工作人员的实际工作难度，降低其劳动强度，让工作人员能够在最短的时间内了解输电塔的实际情况，并且及时采取针对性的措施对其进行有效补救。在最大程度上避免经济损失，使输电线路的安全稳定运行达到有效保障。

3 面临的问题

首先，虽然当前在电力系统各项业务进行的过程中已经大幅度应用了北斗系统所具有的授时功能，电网的各个站点内部已经实现了时间同步。然而，由于各个站点采用的是独立卫星进行对时，因此整个电力系统的时间依然无法做到完全同步。电网在实际使用中，很可能由于这一问题的影响产生时间孤岛现象，导致大量的电网数据无法在同一个时间段内对其进行有效的融合处理。

其次，在北斗系统实际使用的过程中，存在着一定程度的标准滞后于应用的问题。北斗终端产品的协议配置，数据接口等均为厂家自定义，目前缺乏统一的标准。

4 结束语

当前随着科技的不断向前发展，北斗系统在电力业务领域中的应用方案日渐丰富，由于其强大的功能受到电力行业的大力关注。然而，因为电力业务本身所具有的特殊性，在北斗系统实际应用中，依然需要不断对其进行完善。

针对上述现状，后续在电力北斗实际使用中，应该重点研究：

第一，应该加大电力北斗应用的关键技术。如全网时间同步技术，建立起统一的时间基准。

第二，不断完善电力北斗标准体系。根据电力各项业务在实际进行中的各项需求制定出统一的标准，如协议标准、接口标准等，让电力北斗产业链得到更好的发展。