北斗技术在电网基建工程中的应用

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研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新
中国设备工程 2024.04（下）
北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS 之后的全球第3个成熟的卫星导航系统，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力。

卫星导航系统关系到国家空间安全。

党中央、国务院高度重视北斗发展，推动实施国家北斗战略，国家部委相继出台了一系列政策文件，大力推进北斗在重点行业、重点领域的应用。

为了落实国家战略要求，满足电网安全生产需要，自2018年起，电力行业依托国家重大项目契机，积极推进电力北斗在输变电工程的实质化应用，加快推动北斗技术在电网基建的创新融合，在此期间，产生了一大批新技术、新应用，有效助力电力生产质量和效率双提升。

1 北斗技术在电网基建工程中应用的政策背景
国家针对北斗发展做出了一系列指示，要求深化北斗系统应用。

中办、国办、发改委、能源局、国资委等国家相关部委相继出台了一系列政策文件，围绕基础设施建设、重点行业领域应用、产业生态构建、GPS 替代等方面提出了具体要求。

国家能源局在《“十四五”现代能源体系规划》中提出了推进重点企业电力北斗综合服务平台建设和终端应用试点；国资委在《中央企业北斗发展三年行动计划（2021～2023年）》提出：一是要完善电力北斗时空北斗技术在电网基建工程中的应用
张学松
（内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电分公司，内蒙古 锡林浩特 026000）
摘要：北斗卫星技术自全面推广使用以来，已逐渐在各行各业内深度应用。

该技术与电网传统业务有机融合，赋能电网安全操作流
程迈入智能化时代。

随着用户群体和业务需求的扩大，北斗应用在电力行业正在从“北斗+”向“+北斗”的模式转变。

本文通过总结北斗技术在电网基建工程应用的政策背景、应用场景和未来发展3个方面为下一步该技术在电网基建领域的推广及探索提供参考。

关键词：北斗技术；电网基建；导航定位；短报文
中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2024）04（下）-0228-03
智能服务基础设施，实现电力领域深化应用及规模化推广，建设北斗应用服务平台、北斗时频服务网络。

二是在电力领域开展北斗高精度位置服务应用，加强北斗在无公网地区电力设施中的技术融合应用。

中央网信办在《关于商请提供重点行业领域“GPS 优先”情况及工作建议的函》中提出开展重点行业领域现状摸排，分析风险隐患，研提整改计划，摆脱对GPS 系统的依赖。

在产学研一体化方面，自2018年起，以国家电网为代表的电力企业在国家政策的号召下，积极统筹电力北斗的建设与应用，探索北斗技术在提升电力行业安全生产水平、经营管理方面的潜在应用场景，通过建设电力北斗精准定位位置服务网，完成电力北斗卫星综合服务平台设计开发和部署实施，加快推进北斗技术在电网领域的应用进程。

2 北斗技术在电网基建工程中的应用场景
北斗技术在电网基建工程实用化应用上，主要围绕业务场景、适用范围、设备管理、应用管理、费用管理和支持保障等维度，构建以实现现场人员状态实时化、现场安全管控智能化、现场施工作业便利化、现场应急管理可控化、现场环境监测精益化的五化北斗创新应用融合示范样本，为工程现场人员与装备定位产品优化升级和推广应用提供实践支撑。

具体来说，就是以北斗导航定位技术为基础，利用北斗智能定位设备，实时监控现场的人员、车辆、机械以及车辆等动态信息，结合管理平台实时对基建现场、作业现场的全方位动态感知，烈腐蚀性，会对传统的处置装备造成严重腐蚀；有些化学品具有易燃易爆性，对处置装备的防爆性能具有很高的要求；有些化学品极易挥发，要求处置装备整体要有很好的密封性。

对于特殊性质化学品事故，需要研究专用的处置技术与装备。

目前，相关的技术研究和装备研发还比较滞后，无法满足事故处置需求。

（2）内河液体化学品事故处置缺乏有效技术手段。

内河运输是液体化学品的重要运输方式，同时内河一般也是沿岸居民的饮用水源。

内河具有流速大的特点，发生化学品事故扩散速度快、影响面广。

传统的水上化学品处置装备主要针对海洋环境，在内河大流速环境下作用有限。

内河液体化学品事故处置技术与装备将是重点
发展并且大有可为的重要方向。

参考文献：
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※
段的报警，做到运输问题的快速纠偏。

此外，在某些特殊基建作业过程中，对于车辆与高压设备或导线的安全
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测的基础沉降采用的是全站仪人工监测，这种方式是周期性的监测，且受雨雾天气和人工误差的影响，无法做到全天候连续性的实时监测。

在围护墙(边坡)顶部、周边地表、周边建筑基础等部位建设高精度北斗监测站，采用高精度北斗监测技术对基坑沉降进行毫米级监测，实现全天候连续性的高精度实时监测。

采用高精度北斗监测技术对基坑沉隆进行监测，可以不受气候及通视条件的影响，做到全天候连续性的高精度实时监测，及时监测基坑沉降及周边建筑沉降的数据的变化，实现监测数据的智能分析，为基坑工程安全实施提供决策依据。

此外，应用北斗定位技术可实现输电线路弧垂的实时监测，通过在导线上安装北斗定位装置，实现导线弧垂位置信息的实时计算与上传，后台通过数据分析与处理，将结果反馈于现场工程管理人员，进而实现对输电线路搭设的技术规范要求，保障施工工艺，提升工程质量。

2.6 其他探索
在变电站或其他工程施工阶段，北斗+三维模型技术的深化应用可将施工场所的设计模型对等比例还原，并以此为基础进行远程施工指导，如施工前期划线指导、建筑结构施工指导、机电管综工程施工指导等，特别是针对复杂的管线结构及相关施工项目，通过北斗+三维模型技术，可基于北斗定位在移动终端上准确的对使用者所在区域进行现场“还原”，可提供合理准确的施工指导，大幅度减少因施工错误而造成的成本浪费和工期延误。

该技术还被应用于施工质量验收，如预埋管线的回填前校验、钢结构完整性校验、机电管综工程校核等，保证各项施工建设准确合规，确保符合变电站建设的工程质量要求。

融合北斗、5G 以及智能Wifi 技术的自组网通讯终端可以建立可靠、快速的现场通讯保障，其中的5G 和Wifi 功能可以显著延伸网络覆盖，在终端孤立运行时可利用卫星快速建立通讯，实现应急通讯。

该技术的优点：（1）兼容具备兼容能力强的，融合5G、北斗、WiFi 通讯技术与接口，完全覆盖现场视频采集、感知设备及边缘代理设备的接入需求。

（2）适用场景广。

自主形成自愈型IP 无线通信网络，实现视距50～70km、非视距3～5km 的单点传输，攻克山区、荒原、地下作业的通讯问题。

（3）部署速度快。

无中心无线自组网，无须架设复杂的中心基站，现场加电5s 内即可展开通信。

此外，北斗定位技术虽然定位精度高，但是该技术同样具有卫星定位技术应用的局限性，即室内定位信号差，使用效果不佳。

所以采取北斗+UWB （超宽带）的融合定位技术可以构建室内外测量、定位机制，该融合定位技术可应用于实景导览、检修定位、辅助施工、高效调度等电网基建场景。

施工人员通过佩戴智能终端设备，实现自身位置数据的实时上传，工作监护人员通过远程系统实时查看作业人员行动轨迹，极大地降低了监护人员的工作压力，规避了人员误入间隔或误操作等情况的发生，节省了人力成本，提高了工作效率。

3 北斗技术在电网基建工程中的发展方向
下一步，电网行业要推进北斗技术在电网基建中的
实用化水平。

在强化基础设施服务方面，优化电力北斗精准位置网，建设统一时频服务网，加快输电走廊北斗地面增强基站建设，完成电力北斗综合服务平台功能性能优化。

在实现关键领域北斗应用方面，加强北斗三号短报文技术在应急通讯、配电自动化等运检领域场景的应用；完成北斗技术在输变电工程中规模化推广应用。

在培育产融互动生态方面，首先，是提升专业化的专业能力和行业影响力。

其次，是实现电网行业与交通等行业的合作共赢，扩大中央企业北斗影响力。

在加快北斗应用国际化发展方面，依托国家影响力和跨国公司的海外工程项目，探索北斗海外应用新模式。

电网企业要深化北斗在电网基建中的创新化融合，持续深入应用融合创新，聚焦高价值业务场景，进一步理清应用对北斗的技术要求，以问题为导向，加快场景完善和关键技术攻关，做精做深北斗在电网基建的规模化应用。

在做精做深核心业务场景应用方面，围绕无人机巡检，地灾监测等高精度定位场景，聚焦安全、高效、易用，深化北斗技术有机结合应用。

围绕无公网地区设备安全运行等场景，聚焦应急通信、灾情排查等方面，做精北斗短报文应用。

在结合业务需求持续提升服务能力方面，以问题为导向，完善北斗平台服务状态、数据质量、服务覆盖等全链路监测分析，提升平台稳定性、可靠性和兼容性，推动各类终端安全接入统一服务平台。

在加快关键技术攻关验证应用方面，着力提升解算定位服务成功率、收敛速度，规范北斗终端在通信方式、通信规约、数据传输和安全防护等方面的技术要求，并结合行业需求，联合推进低成本、低功耗、小型化北斗终端研发和产品迭代。

4 结语
北斗导航技术自诞生以来，已与各行业深度融合。

它的推广使用，正在逐步改变传统行业的运营模式，助力国家高质量可持续发展。

未来，北斗技术将被继续聚焦于典型应用场景，不断被应用于新基建的全过程管理，将有效推进电网基建项目全生命周期管理，带动输变电现场工程建设提质增效。

参考文献：
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