「北鬥+電網」怎樣結緣、如何融合?

2020-08-04 國家電網報

7月31日,北鬥三號全球衛星導航系統正式開通。

天上的北鬥,地上的電網,一個能為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務,一個關係國計民生和國家能源安全,兩大「國之重器」,在未來又將給人們的生活帶來哪些改變?

天生合拍

一個多月前的6月23日,北鬥「收官之星」發射當天,我國首個海島電力北鬥基站在江蘇開山島建成投運。基站建在地勢相對開闊的半山腰,能夠實時對接北鬥衛星,為整個島嶼及附近海域提供精準定位、精準授時服務。

「國內電網設備對時間精度要求為毫秒級,應用北鬥授時功能,設備時間精度可提升到納秒級,遠遠超過電力設備安全穩定運行需求,更有利於微電網的調控運行。」 江蘇連雲港供電公司信通分公司負責人介紹。不僅如此,基站還能感知到電網設備釐米級的位移變化,迅速發現人力難以及時察覺的隱患。

國家電網經營區覆蓋27個省(自治區、直轄市),電網設備分布廣泛、跨越崇山峻岭,供電服務人口超過11億。巨量的能源流、數據流、信息流湧動在這張精密的大網上。其中,時間和位置是極為基礎且關鍵的信息,關係到電網運行的安全和穩定。

北鬥提供的全天候、全天時、高精度定位、導航和授時服務,高度契合電網需求。

「國家電網早在2010年就開始了在北鬥電力授時方面的探索,形成了時間同步管理的技術規範和標準,後來相關標準上升到了國家層面。」國網信通產業集團思極位置公司的馬勝博士告訴記者。國家標準《電力系統時間同步基本規定》於2018年10月起實施,規定了電力系統時間同步系統時鐘源採用天基授時為主、地基授時為輔的模式,其中天基授時採用以中國北鬥衛星導航系統為主、美國全球定位系統(GPS)為輔的單向方式。

目前,國家電網有限公司在電力調控領域、管理信息領域已全面應用北鬥授時信號,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鬥授時信號,新建及改造變電站北鬥衛星授時接入率達100%。在導航及定位方面,國家電網公司超過17萬輛生產和公務用車採用了北鬥車載終端,在國網山東電力、國網浙江電力等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,並試點建設基於北鬥的輸電線路地質災害監測評估預警體系。

合拍的不只是基礎的時空信息服務,還有北鬥的獨門絕技——短報文通信。

導航衛星和通信衛星本是兩種具備不同能力的衛星。北鬥系統創新融合了導航與通信能力,用戶應用終端可以通過短報文傳遞信息。這個功能在沒有網絡覆蓋的地區或是災害發生、通訊受阻時極為重要。

2017年,國網陝西省電力公司運用北鬥短報文通信功能實現了145座併網小水火電廠全電量採集,提升了電網安全運行和精益化管理水平。這些小水火電廠曾因地理位置偏遠、無公網無線信號覆蓋,全電量信息採集覆蓋率長期較低。

同一年,歷經5年探索,國網青海電力公司在北鬥用電信息採集終端第三代產品研發上取得新突破,用戶電量數據傳輸速率提升了一倍。應用北鬥技術抄表之前,在偏遠農牧區,供電員工抄表要騎馬進山,既不安全又費時費力。

截至目前,國家電網公司在陝西、青海、甘肅等無公網信號覆蓋地區推廣了7000餘套帶有北鬥短報文通信功能的用電信息採集終端,用於解決業務數據遠程回傳問題。

又有新篇

從靜態到動態,從低速到高速,從粗線條到高精度——隨著科技發展和社會進步,尤其是在新一輪科技革命和產業變革的大背景下,人們對時空信息的需求正發生巨大變化。

今年上半年,「新基建」火了,也給北鬥加了把火。

北鬥是智能化時代不可或缺的技術基礎。它與5G等「新基建」其他關鍵技術融合所孕育的新需求、新業態指向了更廣闊的市場空間。7月30日,北京市政府新聞辦公室舉行新聞發布會,介紹《北京市加快新場景建設培育數字經濟新生態行動方案》,會上發布的30個應用場景項目總投資額達52.9億元,將帶動北鬥、人工智慧等技術迭代升級和示範應用。

而在此前的6月中旬,國家電網公司發布「數字新基建」十大重點建設任務,並與華為、阿里、騰訊、百度等41家合作夥伴籤署戰略合作協議,今年與之相關的投資約247億元,預計將拉動千億元社會投資。電力北鬥應用是公司「數字新基建」十大重點建設任務之一。發布會顯示,國家電網公司將建設電力北鬥地基增強系統和精準時空服務網,並在電力設備運檢、營銷服務、基建施工、調度控制等領域推廣北鬥應用。記者了解到,國家電網公司年內計劃建成的1200座電力北鬥地基增強站已完成586座,其餘基站也已全部完成設計。

「現在通信、電力系統的時間精度都是微秒級,北鬥定時精度在20至30納秒,通過地基增強和天基增強,可實現時間精度為1個納秒或者優於1個納秒,實時位置能精準到1個釐米,特定領域事後精度可以做到1個毫米。」中國工程院院士、武漢大學教授劉經南表示。無疑,北鬥系統給電網在當下的數位化、網絡化、智能化轉型提供了有力支撐。

「電網發展的很多新需求要求深化北鬥應用。」馬勝說,「比如,現在新能源大規模併網要求調度更加精準及時。」

還不止如此,北鬥逐漸深入參與電網傳統業務,在傳統業務的改造方面發揮作用。福建龍巖110千伏梅壩輸變電工程是北鬥技術應用試點。施工人員戴上裝有北鬥高精度授時定位模塊、具備視頻採集工程的安全帽後,作業位置和狀態在後臺管理系統一目了然。

「北鬥技術的應用給現場安全管控帶來很多便利。」福建龍巖供電公司項目經理林海強說。

與北鬥共舞,讓電網更智能、能源更綠色、用能更美好,這樣的未來離不開「開放」這個關鍵要素。北鬥系統秉承「中國的北鬥、世界的北鬥、一流的北鬥」發展理念,國家電網公司也正建設具有中國特色國際領先的能源網際網路企業。開門搞創新是兩者牽手的必然要求。

2016年,國網信息通信產業集團有限公司與中國衛星導航定位協會籤署戰略合作協議,共同推動國家北鬥精準服務網及天地圖在電力行業落地應用。3年後,北鬥開放實驗室首個電力行業分實驗室正式授牌運營,是北鬥領域首個資源開放共享平臺,目前已和多家高校開展合作,初步構建起產學研用科技創新體系。

如今,乘著「新基建」的東風和北鬥三號正式開通的契機,「北鬥+電網」的新故事格外令人期待。

相關焦點

  • 電力+北鬥準備起飛!國家電網1200座基站將於今年建成
    、導航和授時服務,一個關係國計民生和國家能源安全,兩大「國之重器」結緣、融合,未來將在不知不覺中給我們生活帶來巨大的變化!國家電網經營區覆蓋27個省(自治區、直轄市),電網設備分布廣泛、跨越崇山峻岭,供電服務人口超過11億。巨量的能源流、數據流、信息流湧動在這張精密的大網上。其中,時間和位置是極為基礎且關鍵的信息,關係到電網運行的安全和穩定。北鬥提供的全天候、全天時、高精度定位、導航和授時服務,高度契合電網需求。
  • 電網+北鬥:天地相連,大道同行
    時間流轉45年,同樣的空間裡有了新跨越:2020年,中國登山隊再次站在珠峰之巔並第一次使用北鬥系統進行測量;我國海拔最高的電力北鬥基站在西藏那曲建成;我國北鬥三號系統正式組網!一切過往,皆為序章。如今,天上北鬥組網,地上電網相聯,面向未來,電網+北鬥將怎樣實現新跨越?
  • 找準兩化融合「突破點」 推進電網向能源網際網路轉型升級
    原標題:找準兩化融合「突破點」 推進電網向能源網際網路轉型升級   以「大雲物移智鏈」等為代表的數位技術與電網技術加速融合,迫切需要電網加快推進科技創新,帶動
  • 北鬥應用,電網嘗先
    據國家電網有限公司最新消息,就在北鬥三號全球衛星導航系統建成並正式開通之前的一個多月,6月23日,國內首個海島電力北鬥地面基站在連雲港開山島建成。更重要的是,自主北鬥系統使電網擺脫了對GPS的依賴,避免了因GPS信號中斷而引發重大安全事故的風險,有效提升電網運行的安全性、穩定性。國內電網設備目前對時間精度要求為毫秒級。利用北鬥授時功能,設備時間精度提升到納秒級,將更有利於微電網的調控運行。在惡劣天氣或者故障發生時,可以通過北鬥衛星傳輸故障信息,從而對海島電力運行實現無死角、全天候掌控。
  • 「北鬥+」融合創新與「+北鬥」時空應用
    未來北鬥產業如何創新和發展應用,本期邀請中國第二代衛星導航系統重大專項專家組成員、北京市中位協北鬥時空技術研究院執行院長李冬航進行詳解。共和國勳章獲得者、中國北鬥系統首任總設計師孫家棟院士曾寄語北鬥「天上好用、地上用好」,並指出衛星導航技術與各類信息技術相融合,正在開啟人類更精確利用時空信息的新時代,一個新時空服務體系正在構建,結合信息服務的巨大產業正在形成。
  • 【科普知識】北鬥應用,電網嘗先
    據國家電網有限公司最新消息,就在北鬥三號全球衛星導航系統建成並正式開通之前的一個多月,6月23日,國內首個海島電力北鬥地面基站在連雲港開山島建成。更重要的是,自主北鬥系統使電網擺脫了對GPS的依賴,避免了因GPS信號中斷而引發重大安全事故的風險,有效提升電網運行的安全性、穩定性。  國內電網設備目前對時間精度要求為毫秒級。利用北鬥授時功能,設備時間精度提升到納秒級,將更有利於微電網的調控運行。在惡劣天氣或者故障發生時,可以通過北鬥衛星傳輸故障信息,從而對海島電力運行實現無死角、全天候掌控。
  • 北鬥系統如何彰顯「中國速度」,深度應用怎樣發力?官方解答來了
    2020年7月31日,北鬥三號全球衛星導航系統正式開通。這標誌著北鬥「三步走」發展戰略圓滿完成,北鬥邁進全球服務新時代。作為國之重器,北鬥的工程建設如何彰顯「中國速度」?獲得了哪些豐碩成果?放眼未來,北鬥系統的深度應用怎樣全面推動?
  • 院士劉經南:五十載科研生涯與大地測量和衛星導航結緣
    中新社武漢6月12日電 題:院士劉經南:五十載科研生涯與大地測量和衛星導航結緣作者 馬芙蓉 高柯夫2019年度湖北省科學技術獎12日在武漢揭曉,77歲的中國工程院院士、武漢大學教授劉經南獲得湖北省最高科技獎項——湖北省科學技術突出貢獻獎。
  • 中科星圖探索「北鬥+高分」技術融合
    「北鬥和高分融合是構建國家空間基礎信息的重要趨勢,這是我國乃至全球的重要趨勢。」在11月23日舉行的第十一屆中國衛星(600118)導航年會上,中科星圖副董事長、總裁邵宗有表示,從數字地球到數字孿生地球,需要依託於「北鬥為體、高分為象」的頂層設計,未來仍需突破多項關鍵技術。
  • 北鬥系統將首次被南方電網用於凝凍天氣覆冰監測
    【電纜網訊】據悉,南方電網將在今冬明春凝凍天氣多發地區首次引入北鬥系統進行覆冰監測終端的通訊與定位,全力保障凝凍天氣下電網運行安全穩定。應用北鬥通訊模塊的定位功能後,檢修人員可以對覆冰監測終端進行定位,有效提高運維效率。 引入北鬥系統後,監控數據可通過北鬥系統傳送到電網生產指揮中心,解析後的數據將傳送至覆冰預警系統,實時為防冰抗冰提供有效指導。同時,北鬥系統高精度的位置服務系統,還可為無人機自動駕駛、變電站機器人巡檢、杆塔傾斜監測等業務應用提供高效、安全、便捷的定位服務,進一步提升電網智能技術的推廣應用水平。
  • 北鬥三號全球衛星導航系統於7月31日正式開通
    第三天,臨時組建的北鬥導航分隊攜帶上千部「北鬥一號」終端機進入災區,終於實現了震中各點位與指揮部的直線聯繫,為整個抗震救災行動提供了關鍵的通信保障。這是北鬥系統與救災減災、電力、通訊行業的首次結緣。北鬥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鬥在電力領域應用的價值。為了擺脫衛星導航系統受制於人的現狀,把命運牢牢把握在自己的手中。
  • 北鬥,北鬥,收到請回答!國家電網向你報到
    北鬥,是中國北鬥衛星導航系統的簡稱,是我國自主建設、獨立運行的全球衛星導航系統,是國之重器,是國家空間基礎設施。北鬥衛星導航系統工程總設計師楊長風介紹:北鬥系統可為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務。
  • 中國沒有北鬥導航之前,美國竟然依靠GPS控制電網?
    在我國沒有研究出北鬥導航之前,美國的GPS是排在全球領先的地位,但是他們竟然只用GPS就控制了我國的電網,讓我國當時的時期處於危險的狀態。衛星定位系統正式研究出來,這款北鬥三號的研究和以前相比,比之前的定位和系統都提升了很大的穩定可靠性,可以實行更穩定更安全的定位系統,給軍事還有其他方面帶來很大的作用,甚至還超越了美國的GPS,如今的北鬥三號可以覆蓋全球絕大多數地區,北鬥三號沒研究出來之前,美國的GPS一直在全球定位系統的領先地位,但如今我國的北鬥三號已經研究出來,並且比美國的GPS還要高級的定位系統,可以連續的進行高精準的定位
  • 首次引入北鬥系統 南方電網將實施凝凍天氣覆冰監測
    【新華社貴陽12月3日電】 南方電網在今冬明春凝凍天氣多發的地區,將首次引入北鬥系統進行覆冰監測終端的通訊與定位,有效避免過去大山深處監測終端掉線及信號傳輸受阻等問題,有序部署防冰抗冰,全力保障凝凍天氣下電網運行安全穩定。
  • 南方電網將首次用北鬥系統實施凝凍天氣覆冰監測
    新華社貴陽12月3日電(記者齊健)南方電網在今冬明春凝凍天氣多發的地區,將首次引入北鬥系統進行覆冰監測終端的通訊與定位,有效避免過去大山深處監測終端掉線及信號傳輸受阻等問題,有序部署防冰抗冰,全力保障凝凍天氣下電網運行安全穩定。
  • 天地融合,北鬥衛星「智」領交通再升級
    至此,有人便要發問了:「既然北鬥已經成功組網,那北鬥導航系統如何使用呢?」其實,北鬥系統早已融入我們生活的方方面面。如果你的手機擁有北鬥晶片並在手機上使用高德地圖,就能夠享受到北鬥系統的定位服務。目前,大部分的手機晶片都支持多個衛星定位系統,其中,大約80%的手機晶片支持北鬥定位。
  • 北鬥系統軍民融合的法治化路徑研究(下)
    軍民融合式發展的操作執行在各級軍隊和地方政府,如何規範軍民融合發展,需要相應的部門規章或行業條例來予以引導,確保軍民融合工作落到實處。此外,北鬥系統的軍民融合法規體系建設應提倡立法博弈,除了採納專業人士提供的意見外,還應認真考慮公眾意見,防止立法中自由裁量權的濫用,以平衡各方利益。在應當入法的內容方面,可將北鬥軍民融合的運行機制及領導體制、財力保障、人才培養和基礎設施建設等規定納入「北鬥衛星導航系統條例」。
  • 擁抱北鬥時代
    隨著北鬥三號全球衛星導航系統全面建成開通,人們再次熱議這個話題:北鬥將怎樣影響我們的生活?北鬥衛星遠在天邊,但北鬥服務近在眼前說起北鬥,總會有人問,北鬥到底在哪兒?究竟怎麼用?其實,北鬥就在你的手中!時間基準是一個國家安全的保障,如高鐵、電網、股市、計算機網絡通信等等,都需要時間同步。一條100公裡的500千伏輸電線路,如果兩端電壓相量測量的時間基準差0.1毫秒,就可能產生27萬千瓦的功率差異,相當於30多萬戶城鎮三口之家的平均用電量。北鬥無所不在:小到兒童戴的定位手錶,大到艦船……所有需要定位導航授時的場景,它都會出現。
  • 科學網—南方電網將首次用北鬥系統實施凝凍天氣覆冰監測
    據新華社電 南方電網貴州電網公司在今冬明春凝凍天氣多發的地區,將首次引入北鬥系統進行覆冰監測終端的通訊與定位,有效避免過去大山深處監測終端掉線及信號傳輸受阻等問題
  • 北鬥系統有啥優勢?將如何改變我們的生活?
    原標題:北鬥系統有啥優勢?將如何改變我們的生活?白巖松連線中國衛星導航系統委員會主席王兆耀23日上午9時43分,中國北鬥系統第五十五顆導航衛星成功發射,正式完成北鬥全球系統星座部署。如何看待這一歷史時刻?