7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通。
天上的北斗，地上的電網(wǎng)，一個能為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)，一個關(guān)系國計民生和國家能源安全，兩大“國之重器”怎樣結(jié)緣、如何融合，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，北斗“收官之星”發(fā)射當天，我國首個海島電力北斗基站在江蘇開山島建成投運?；窘ㄔ诘貏菹鄬﹂_闊的半山腰，能夠?qū)崟r對接北斗衛(wèi)星，為整個島嶼及附近海域提供精準定位、精準授時服務(wù)。
“國內(nèi)電網(wǎng)設(shè)備對時間精度要求為毫秒級，應(yīng)用北斗授時功能，設(shè)備時間精度可提升到納秒級，遠遠超過電力設(shè)備安全穩(wěn)定運行需求，更有利于微電網(wǎng)的調(diào)控運行。” 江蘇連云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(wǎng)設(shè)備厘米級的位移變化，迅速發(fā)現(xiàn)人力難以及時察覺的隱患。
國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)覆蓋27個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），電網(wǎng)設(shè)備分布廣泛、跨越崇山峻嶺，供電服務(wù)人口超過11億。巨量的能源流、數(shù)據(jù)流、信息流涌動在這張精密的大網(wǎng)上。其中，時間和位置是極為基礎(chǔ)且關(guān)鍵的信息，關(guān)系到電網(wǎng)運行的安全和穩(wěn)定。
北斗提供的全天候、全天時、高精度定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)，高度契合電網(wǎng)需求。
“國家電網(wǎng)早在2010年就開始了在北斗電力授時方面的探索，形成了時間同步管理的技術(shù)規(guī)范和標準，后來相關(guān)標準上升到了國家層面。”國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)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(tǒng)時間同步基本規(guī)定》于2018年10月起實施，規(guī)定了電力系統(tǒng)時間同步系統(tǒng)時鐘源采用天基授時為主、地基授時為輔的模式，其中天基授時采用以中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主、美國全球定位系統(tǒng)（GPS）為輔的單向方式。
目前，國家電網(wǎng)有限公司在電力調(diào)控領(lǐng)域、管理信息領(lǐng)域已全面應(yīng)用北斗授時信號，90%的調(diào)度主站自動化系統(tǒng)和20%的變電站時間同步裝置已接收北斗授時信號，新建及改造變電站北斗衛(wèi)星授時接入率達100%。在導(dǎo)航及定位方面，國家電網(wǎng)公司超過17萬輛生產(chǎn)和公務(wù)用車采用了北斗車載終端，在國網(wǎng)山東電力、國網(wǎng)浙江電力等6家單位開展基建現(xiàn)場人員和設(shè)備安全管控，累計部署終端近4000套，并試點建設(shè)基于北斗的輸電線路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測評估預(yù)警體系。
合拍的不只是基礎(chǔ)的時空信息服務(wù)，還有北斗的獨門絕技——短報文通信。
導(dǎo)航衛(wèi)星和通信衛(wèi)星本是兩種具備不同能力的衛(wèi)星。北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，用戶應(yīng)用終端可以通過短報文傳遞信息。這個功能在沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)或是災(zāi)害發(fā)生、通訊受阻時極為重要。
2017年，國網(wǎng)陜西省電力公司運用北斗短報文通信功能實現(xiàn)了145座并網(wǎng)小水火電廠全電量采集，提升了電網(wǎng)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(wǎng)無線信號覆蓋，全電量信息采集覆蓋率長期較低。
同一年，歷經(jīng)5年探索，國網(wǎng)青海電力公司在北斗用電信息采集終端第三代產(chǎn)品研發(fā)上取得新突破，用戶電量數(shù)據(jù)傳輸速率提升了一倍。應(yīng)用北斗技術(shù)抄表之前，在偏遠農(nóng)牧區(qū)，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(wǎng)公司在陜西、青海、甘肅等無公網(wǎng)信號覆蓋地區(qū)推廣了7000余套帶有北斗短報文通信功能的用電信息采集終端，用于解決業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)遠程回傳問題。
又有新篇
從靜態(tài)到動態(tài)，從低速到高速，從粗線條到高精度——隨著科技發(fā)展和社會進步，尤其是在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，人們對時空信息的需求正發(fā)生巨大變化。
今年上半年，“新基建”火了，也給北斗加了把火。
北斗是智能化時代不可或缺的技術(shù)基礎(chǔ)。它與5G等“新基建”其他關(guān)鍵技術(shù)融合所孕育的新需求、新業(yè)態(tài)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(fā)布會，介紹《北京市加快新場景建設(shè)培育數(shù)字經(jīng)濟新生態(tài)行動方案》，會上發(fā)布的30個應(yīng)用場景項目總投資額達52.9億元，將帶動北斗、人工智能等技術(shù)迭代升級和示范應(yīng)用。
而在此前的6月中旬，國家電網(wǎng)公司發(fā)布“數(shù)字新基建”十大重點建設(shè)任務(wù)，并與華為、阿里、騰訊、百度等41家合作伙伴簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，今年與之相關(guān)的投資約247億元，預(yù)計將拉動千億元社會投資。電力北斗應(yīng)用是公司“數(shù)字新基建”十大重點建設(shè)任務(wù)之一。發(fā)布會顯示，國家電網(wǎng)公司將建設(shè)電力北斗地基增強系統(tǒng)和精準時空服務(wù)網(wǎng)，并在電力設(shè)備運檢、營銷服務(wù)、基建施工、調(diào)度控制等領(lǐng)域推廣北斗應(yīng)用。記者了解到，國家電網(wǎng)公司年內(nèi)計劃建成的1200座電力北斗地基增強站已完成586座，其余基站也已全部完成設(shè)計。
“現(xiàn)在通信、電力系統(tǒng)的時間精度都是微秒級，北斗定時精度在20至30納秒，通過地基增強和天基增強，可實現(xiàn)時間精度為1個納秒或者優(yōu)于1個納秒，實時位置能精準到1個厘米，特定領(lǐng)域事后精度可以做到1個毫米。”中國工程院院士、武漢大學(xué)教授劉經(jīng)南表示。無疑，北斗系統(tǒng)給電網(wǎng)在當下的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型提供了有力支撐。
“電網(wǎng)發(fā)展的很多新需求要求深化北斗應(yīng)用。”馬勝說，“比如，現(xiàn)在新能源大規(guī)模并網(wǎng)要求調(diào)度更加精準及時。”
還不止如此，北斗逐漸深入?yún)⑴c電網(wǎng)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的改造方面發(fā)揮作用。福建龍巖110千伏梅壩輸變電工程是北斗技術(shù)應(yīng)用試點。施工人員戴上裝有北斗高精度授時定位模塊、具備視頻采集工程的安全帽后，作業(yè)位置和狀態(tài)在后臺管理系統(tǒng)一目了然。
“北斗技術(shù)的應(yīng)用給現(xiàn)場安全管控帶來很多便利。”福建龍巖供電公司項目經(jīng)理林海強說。
與北斗共舞，讓電網(wǎng)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(guān)鍵要素。北斗系統(tǒng)秉承“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念，國家電網(wǎng)公司也正建設(shè)具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)+企業(yè)。開門搞創(chuàng)新是兩者牽手的必然要求。
2016年，國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團有限公司與中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同推動國家北斗精準服務(wù)網(wǎng)及天地圖在電力行業(yè)落地應(yīng)用。3年后，北斗開放實驗室首個電力行業(yè)分實驗室正式授牌運營，是北斗領(lǐng)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(gòu)建起產(chǎn)學(xué)研用科技創(chuàng)新體系。
如今，乘著“新基建”的東風(fēng)和北斗三號正式開通的契機，“北斗+電網(wǎng)”的新故事格外令人期待。
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