一城一北斗|“电力北斗”智能电网规模化应用示范案例

申报单位：无锡广盈集团有限公司

联合申报单位：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司

主要完成人：梅沁、杨静泊、刘星晔、白晨阳、郭燕娜、陈亦寒

一、案例简介

北斗系统在电力行业的应用，可以有效解决电力业务中的许多问题，随着人们对电力的需求日益增长， 电力业务应用的北斗服务需求不断增加，电力业务中的问题也日渐明显，目前电力北斗建设应用主要依托 国家项目，对业务痛点难点和基层实际需求聚焦不足，主要涉及北斗平台功能、稳定性和兼容性不足；北 斗组网运维保障体系不够完善，可靠性无法满足；传统巡检模式中主要依赖人工巡检带来的耗时多、效率 低；可视化指挥调度手段欠缺、应急通信支撑不足，北斗终端标准化程度不高、运维机制不健全等问题。 针对上述问题及难点开展“电力北斗”智能电网规模化应用示范案例项目，搭建三大场景(变电站人员作 业安全管控、生产管控中心抢修指挥服务、配网线路智能巡检应用),兼顾电力北斗系统向其它行业提供 基础服务的能力建设，深化通信技术与能源业务融合创新应用，打造电力北斗系统开放式应用生态，致力 于构建新型电力系统，推进“双碳”目标的达成。

“电力北斗”智能电网规模化应用示范案例项目，由无锡广盈集团有限公司(简称：广盈集团)和国 网江苏省电力有限公司无锡供电分公司(简称：国网无锡供电公司)联合建设、安全可控，可拓宽北斗多 业务场景深化应用，本项目重点研发北斗+物联体系的融合技术、北斗+摄像头数字孪生的融合技术、北斗 +端侧人工智能的融合技术等关键技术，围绕变电站人员作业安全管控、生产管控中心抢修指挥服务、配 网线路智能巡检应用三大典型应用场景，打造“1中台+N平台+3典型场景”的北斗应用创新方案，拓展北斗卫星导航系统在行业内的综合应用，积极开展北斗在电力行业的试点推广示范，形成电力专用北斗规 模化应用体系，带动行业整体技术水平提高和科技进步，为广盈集团、国网无锡供电公司、甚至是国网江 苏公司在科技标准制定、作业流程梳理等方面，提供新的动力源，打造全新的配电网数智生态。

二、技术方案

1、技术体系架构：广盈集团联合国网无锡供电公司共同搭建电力专用北斗规模化应用体系：从业务 全流程贯通、终端实用化、平台智能化等角度优化典型场景应用，依托北斗综合服务、三维空间、统一视 频等平台，重点开展变电站人员作业安全管控、生产管控中心抢修指挥服务、配网线路智能巡检应用3个 北斗典型应用场景，以及车辆出行服务、位置共享服务2个位置服务平台，形成可规模化推广方案。

2、融合应用技术

1)北斗+物联体系的融合技术：基于电力专用北斗技术研发新型高精度定位北斗智能安全帽、北斗智 能接地线、北斗路由器，通过LoRa通信，完成边端互联，降低终端设备4G通信功耗80%,同时自研北 斗路由器的LoRa通信相较其他边缘代理装置的WAPI通信，通信距离由60~70m提升至200~300m。

2)北斗+摄像头数字孪生的融合技术：应用融合实景三维建模、图形化工作票、摄像头人工智能捕捉 等技术，结合图形化工作票自动生成电子围栏，当作业人员位置超出安全范围时，在北斗路由器边缘侧生 成临界预警和越界告警信号以降低消息时延，并通过北斗定位实现人员位置与摄像头信息的联动。

3)北斗+端侧人工智能的融合技术：首创北斗路由器作为边端节点，融合人工智能、物联网、信息化 等技术，通过定位优化、AI集群、GIS+北斗的融合算法等途径，实现端侧北斗时空服务、终端管理、边 缘计算等功能，通过探索“电力北斗技术+端侧人工智能技术”专业化融合。

3、规模部署方案：“电力北斗”智能电网规模化应用示范案例项目部署方案通过智能车载终端、无人 机、智能单兵巡检设备等终端打造终端空天地立体巡检模式，结合电网依托北斗综合服务、三维空间、统 一视频等平台，通过有线、LORA、WARI等方式汇聚到通导算边缘一体化装置，加密进入到平台，通过 企业中台统一对业务应用提供服务，形成“1中台+N平台+3典型场景”的北斗应用创新方案(即1个电 网中台连接多个业务平台，打造3大典型应用场景，涵盖电力系统所有环节),形成“电网拓扑一张图”, 包括发、输、变、配、用所有环节内部的拓扑结构及其之间的连接关系的电网空间数据融合，适应多个场 景应用。

1)变电站作业安全管控场景：在无锡边缘云服务器部署作业安全管控微应用，实现数字化工作票智 能识别、作业区域电子围栏自动/手动绘制、人员(车辆)实时位置跟踪、异常行为实时监测及告警、摄像 头同步追踪等基础功能。

2)生产管控中心抢修指挥服务场景：生产管控中心抢修指挥服务场景包括现场指挥大屏、视频录像 管理、实时监控与预警、应急即时指挥、一张图作战、轨迹展示与分析、北斗三号短报文数据应用、数据 对接功能、数据管理、资源管理、参数配置、系统管理12个业务域。生产管控中心抢修指挥服务建设利 用源于云平台提供的公共组件与服务，实现与控制相关的服务和应用以及非控制类数据服务和业务应用； 为保证控制类应用的效率、可靠性及安全性，后台控制服务以Java为主实现，前端展示以B/S为主为用户 提供统一的交互入口。本场景实现指挥中心与抢修现场的灵活高效沟通，在应急情况下能够通过多种通信 手段保障前后方的远程通信，为电网故障快速恢复提供可靠支撑。

3)配网线路智能巡检应用场景：无锡本地部署配网智能巡检应用、配网抢修指挥服务，数据中台接 入配网专业主要业务数据。配网线路智能巡检应用场景中的主要装备是智能巡检机器人、巡检无人机、巡 检车等，搭载输配电线路智能巡检系统的设备替代人力巡检，上天入地，实时监

三、创新亮点

1、行业应用场景创新

1)变电站作业安全管控场景创新：通过对车辆、人员到岗到位情况、工作区域分析及预警、设备检 修预警、人员位置信息实时监测及预警4个场景管控，利用北斗+数字孪生技术，提高三维模型精度、挖 掘应用场景，逐步将基于数字孪生的三维管控应用经验推广至各类检修作业中，推动广盈集团变电检修数 字化水平不断提高，保障变电站检修工作顺利进行，提高管理效率和保障施工人员安全。

2)生产管控中心抢修指挥服务场景创新：配网应急抢修平台建立现场与指挥中心高效沟通机制、合 理调配抢修资源的生产管控中心抢修指挥服务，充分利用电网一张图展示故障现场情况，结合现场北斗记 录仪、应急单兵等实时反馈至指挥中心，以快速建立高效沟通机制，确保故障迅速处理。

3)配网线路智能巡检应用场景创新：配网线路智能巡检应用基于北斗定位的车载智能配网巡检装置， 装配于巡检车辆上，在配网巡检作业现场实现线路自动巡检，实时修正杆塔坐标，识别和解算树线矛盾、 异物占用、异物挂线、杆塔倾斜等信息，自动生成巡检记录并上传故障照片。提高配网线路的巡检效率和 自动化水平。

2、技术创新

1)北斗+物联融合创新性：基于北斗路由器、LoRa技术，降低终端设备如北斗安全帽功耗、重量，

定位精度达到厘米级，续航时间达到10小时；同时LoRa通信技术增加边端通讯距离，解决传统WAPI通

信距离不足的弊端；利用人工智能算法智能识别工作票内容，结合变电站三维模型自动生成电子围栏，并 下发至北斗路由器进行边端识别，实现人员越界、误入带电区域等告警本地实时生成。

2)北斗+摄像头数字孪生创新性：融合人员定位、摄像头等多源信息，应用侧布置算法实现现场作业 人员自动捕捉、实时追踪，北斗+摄像头数字孪生技术通过“精准定位-动态感知-智能决策”闭环，实现了 人员追踪从被动监控到主动预警的跨越，其核心创新在于异构数据的高效融合、边缘侧实时算法优化(低 时延、高可靠性)、开放生态的规模化应用。

3)北斗+端侧人工智能创新性：精准识别风险点，巡检模式进一步提升。创新在生产用车上采用北斗 路由器作为边缘枢纽，通过智能车载终端、全景相机进行联合巡检，实现杆塔设备坐标自动采集、配网设 备缺陷智能识别、配网线路环境自动建模，有效减少人力支出，实现车载端巡检模式，极大提升配电网巡 检的效率和智能化水平。

3、机制、流程创新性

广盈集团建立相应的工作机制，明确负责人，如通过搭建全新发展人力资源机制，形成项目负责人之 间的发展竞争机制，通过制度机制安排，在多劳多得的大原则下，薪酬收入逐步向有贡献的项目负责人倾 斜，旨在培养项目负责人主动作为、主动有为，独立带领团队开拓市场、服务市场、创新市场的能力，在 企业内部形成共创和众创发展空间格局。本项目能够满足跨单位、跨部门、跨多个岗位配合的多跨协同流 程需求，采用统一框架工作流或流程管理平台，实现单个应用服务器支持50的并发用户，整个系统利用 服务群集技术支持全省集中模式下系统处理业务流程某一具体环节的时间小于4s,相对于同类产品性能提 升38%。