在数字技术与能源行业加速融合的当下,北斗系统正成为支撑电力行业高质量发展的关键力量。从无人机自主巡检到变电站精准授时,从地质灾害监测到跨区域能源调度,北斗技术已深度渗透到电力生产的全链条,推动着传统电网向更智能、更安全、更高效的新型电力系统转型。
近年来,北斗与电力行业的融合已取得显著成果。目前,北斗技术已支撑起30余项电力领域典型应用,覆盖电网建设、设备运维、调度运行等全环节。在输电线路巡检中,搭载北斗模块的无人机可实现厘米级定位,精准识别线路缺陷;在变电站运维中,北斗授时技术保障了各类设备的时间同步精度,为自动化控制提供可靠基准;在新能源领域,通过北斗定位与监测,风电、光伏等清洁能源的出力可测性与调控效率大幅提升。
然而,随着新型电力系统建设的推进,电力行业对北斗技术的需求也日益多元。一方面,电网时空行为分布更趋复杂,从繁华都市的配电网络到荒漠地区的新能源基地,都需要统一、可靠的时空服务支撑;另一方面,电力生产环境的特殊性带来了新挑战:变电站内的电磁干扰、高压设备产生的多径效应,会导致卫星信号衰减甚至失锁,影响定位精度;沙戈荒新能源基地、海上风电场等“无人区”场景,因卫星观测条件差,难以实现连续自主作业;同时,电网关键基础设施还面临着卫星信号干扰、欺骗等安全威胁,时空服务的安全性亟待提升。这些需求不仅推动着北斗技术在电力场景的适配创新,更催生了行业标准体系的迭代升级。
标准是技术规模化应用的前提。为规范北斗在电力行业的应用,电力北斗标准体系2.0已完成升级,构建起覆盖基础标准、产品与设施标准、应用标准的完整框架。
该体系立足电力行业特点,设置了8大类二级分支,包括名词术语、时空基准、接口与服务、基础组件、终端、设施、系统应用、信息安全等。其中,基础标准统一了电力北斗的术语定义、时空基准及接口规范,为全行业应用提供“通用语言”;产品与设施标准则针对电力场景定制了北斗芯片、终端、地基增强系统等技术指标,确保设备与电力业务高度适配;应用标准则覆盖发电、输电、变电、配电、用电全环节,如风力发电状态监测、杆塔形变监测、用电信息采集等场景,让北斗技术真正融入业务流程。
据了解,该体系包含137项标准,涵盖国家标准、行业标准、团体标准等多个层级,既继承了前期成果,又新增了电磁兼容、抗干扰等电力特色内容,为北斗技术在电力行业的规范化应用提供了坚实支撑。
针对电力行业的特殊需求,一系列北斗应用技术取得突破,为复杂场景下的可靠服务提供保障。
在抗干扰领域,科研团队研制出具备空域滤波能力的小型阵列天线,通过波束赋形技术,可在遮挡严重的电力环境中快速获取固定解,信噪比提升约20%,目前已在江苏、重庆等地试点应用,有效解决了变电站内多径干扰与信号衰减问题。
在“无人区”定位方面,PPP-RTK星地融合技术展现出独特优势。与传统依赖密集基准站的网络RTK技术不同,该技术通过分离卫星、大气等误差源并独立建模,实现稀疏建站即可提供厘米级定位服务,且无需双向通信链路,特别适合沙戈荒、海上风电等偏远场景,目前已构建起适配电力环境的误差模型,定位收敛时间缩短至2分钟以内。
授时安全是电力系统的核心需求。针对北斗授时可能面临的欺骗攻击,行业探索出“双北斗时钟+有线时钟源+热备时钟源”的冗余架构,结合阵列天线的欺骗信号检测与波束赋形技术,可实现欺骗信号识别、告警及授时恢复,保障差动保护等关键设备的可靠运行。
此外,低空无人机管控技术也在电力场景落地。通过无源探测(如无线电频谱识别)与有源反制(如导航诱偏)相结合,可对变电站等核心区域实现无人机侦测、驱离与迫降,防范外来设备的抵近威胁,为电力设施安全再加一道防线。
随着技术的成熟与标准的完善,北斗在电力行业的应用将迈向更广阔的空间。未来,电力北斗标准体系3.0的修编工作将按计划推进,进一步强化场景差异化、技术差异化标准,结合北斗卫星导航产品(电力)质量检测中心的验证能力,让标准更贴合行业实际。
在应用规模上,目前电力北斗地基增强系统基准站已超6000座,各类终端设备近百万台套,预计未来将推广至千万台套级别,覆盖从发电端到用电端的全链条。从智能巡检机器人到杆塔形变监测终端,从应急通信设备到精准授时服务器,北斗技术将持续为新型电力系统的安全生产、防灾减灾、智能调度提供“时空底座”,助力能源行业向清洁化、智能化转型。
北斗与电力的深度融合,不仅是技术创新的成果,更彰显了我国自主技术在关键基础设施领域的核心支撑能力。随着探索的不断深入,北斗将成为推动电力行业高质量发展的重要引擎,为能源安全与可持续发展注入源源不断的动力。