北斗在电力行业的应用.docx

北斗系统及其在电力行业应用
1、北斗系统简介
中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统提供以下系统功能：
1）短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。
2）精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。
3）定位功能：水平精度100米（1σ），设立标校站之后为20米（类似差分状态）。工作频率：2491.75MHz。
作为自主的开发的卫星导航系统，北斗系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。
2、在电力行业应用北斗系统的必要性
随着中国经济社会发展，电网规模不断扩大，运行水平大幅提高。在中国，存在长距离大规模电力传输的现实，从电厂发出的每度电，都以高达每秒30万公里的速度经过变电站并网输送，经过数个、数十个变电站的长距离配送，最终抵达用户。这个过程需要同时有几百台设备保护电力安全运行，涉及各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置，如电厂机组自动控制系统，调度自动化系统，变电站计算机监控系统等，如此大量设备是否能够按照预先计划的流程，准确安全地传输到位，决然离不开全网设备时间基准问题。
然而中国电力企业从电力传输网到电力计算机网络的时间系统，主要是以GPS作为主时钟源，进行同步授时，由于其授时的工作原理和系统时钟源被美国掌控，GPS授时存在重大隐患。具体而言，目前中国电力行业接收GPS授时信号是免费的，GPS授时终端价格低廉，这是美国GPS系统在民用领域的应用。正因为是“免费的午餐”，所以美国不承诺对任何应用所产生的问题负责。众所周知，GPS系统是美国政府引以为豪的战略工程，所有信号的发生、传输权由美国掌控，一旦出现民用信号关闭、误码率加大或者系统出现故障，以GPS技术为基础的系统将被置于危险的境地，中国电网概莫能外。
客观来说，当前智能电网、特高压超高压电网的建设对电网时间同步的精准度正从过去的微秒级过渡到纳秒级，因此，必须为电力系统配置高精度、高可靠的授时系统，在传输系统和接收系统间出现时间误差，高压电流势必会在瞬间烧毁被接收的变电站或是传输线路，从而造成难以估量的灾难。
采用“北斗双向授时功能”专有技术能实现严格意义上全电力系统时间的统一；通过利用北斗卫星导航系统的短报文功能，能够实现所有厂站端时间同步系统远程监测和运行控制；由此，中国电力输送领域重点攻坚的时间同步课题将得到彻底解决。
3、北斗系统在电力行业中的应用

3.1 电力系统高精度授时及全网时间同步
基于北斗系统的“电力系统高精度授时及全网时间同步系统”的能够解决了目前电力系统时间同步应用中的三大难题：提供可靠的备用时钟源；实现全网时间同步；实现远程监测与维护。
此项高精度授时系统不仅能全时段、全区域地控制电力全网内所有时钟的信息，实现真正意义上的全网同步。同时，还可自动监视系统中各单位时钟状态，并进行主动干预和控制，实现真正意义上电力全网时间同步管理和远程监控，进而解决了因GPS固有缺陷给电力调度、生产带来的重大事故隐患。
3.2故障测距系统
在电力系统中，输电线路经常发生各种故障，由于线路很长，并且很多线路地形复杂，寻找故障地点就非常费时费力费钱。传统的故障测距方法利用电压除以电流得到阻抗，然后根据线路参数估计故障距离，由于线路故障大多非金属短接，过渡阻抗无法确定，因此误差很大。
基于北斗系统 以同步输电线路两端的电气量，进行故障定位，可以极大地简化算法、两端数据同步过程和故障定位装置的附加设备，提高故障信号的提取效率，并且具有很高的定位精度。北斗同步时钟技术的引入将大大促进双端量故障定位技术在电力系统中的应用。
3.3 远程抄表系统
随着电网发展和无电地区电力建设项目的实施，越来越多的偏远牧区通上了电，如何在这些地区实现远程抄表收费成为困扰该公司的一项难题。基于北斗卫星短报文服务的数据转发装置和相关通信软件可以实现与现有用电信息采集系统的完全兼容，不仅能够帮助供电部门实现远程抄表，用户也能够利用事先绑定的银行卡实现远程缴纳电费，具备很大的市场发展空间。
3.4电力巡检抢修
利用北斗提供的定位功能，可以讲电力系统中主要关键设备进行位置标识，比如变电站、电杆、输电线路等等，利用这些信息规范电力设施管理和检修工作管理。
通过在电力抢修车辆上安装北斗接收机和数据发射机，车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到电力应急指挥中心，这些位置信息可用于更高效的调度指挥决策。此外利用北斗卫星导航系统独有的短报文通信功能，通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和故障情况，有效缩短救故障定位时间，提高抢修时效。