一城一北斗|塔什库尔干县高原地区的电力北斗综合应用与研究

申报单位：国网新疆电力有限公司喀什供电公司

联合申报单位：

主要完成人：孙海梅、谢君鹏、张雁楠、郝梦玲、雷宇、白雪

一、案例简介

塔什库尔干县地理位置偏远，地形复杂多变，自然环境恶劣，一方面运营商无线公网通信覆盖率低、 基础设施建设薄弱；另一方面山区运营商基础设施建设采用“铺地”方式实现线路部署，山体滑坡等自然 灾害可能导致线路故障严重，造成通信网络中断，对电力设备终端采集、线路巡视及监测、应急救援等方 面造成极大困扰，同时对公司生产、经营及安全带来严重影响。随着公司发展需要，运营商无法满足日益 增长的通信及数据传输需求，塔县亟需经济高效、安全可靠的通信方式支撑。北斗系统是关乎国家安全的 关键时空基础设施，可提供全天候、全天时、高精度的定位导航、短报文通信和授时服务，电力北斗能更 好适应新疆塔县地域情况，助力国网喀什供电公司电网建设和数字化转型。本案例通过新增北斗基准站建 设，解决塔县电力北斗高精度服务覆盖范围不足问题，为塔县地区北斗+配电网、营销用电信息采集、输 配电线路无人机自主巡检、应急通信、数字化五防业务应用奠定了坚实基础。

二、技术方案

1)电力北斗基准站补强：塔县电网内有多条重要输、配电线路，多数线路横跨山区、河谷等地形， 线路所穿越的地方多为无公网信号覆盖区域，塔县现有的塔县供电所基准站无法满足塔县全域的北斗基准 服务能力，导致部分区域北斗终端设备无法接收北斗高精度定位数据，制约了塔县北斗应用推广与发展。 参照塔县重要输、配电线路、变电站空间地理位置信息，在塔县区域新增公主堡、马尔洋等2座北斗地基 增强站。

2)配电网终端北斗采集应用：基于北斗三号短报文电力自动化数传系统建设方案，让北斗三号短报 文数据传输信道为配网设备业务数据回传提供可行的低成本的实现方式，不仅可以实现遥信遥测监测数据 的上传，还可以实现遥控指令的下达。

3)无公网地区用电信息数据采集：基于北斗三号短报文通信技术，开展北斗三号短报文用电信息全 量采集技术应用，通过北斗短报文用电信息采集设备，实现无信号区的用电信息数据有效采集，数据处理 后接入用电信息采集主站，获取电能表总、峰、平、谷、尖时段电量等数据，提升全量数据采集水平。

4)基于北斗定位的杆塔倾斜监测应用：输电线路经过软土质区、山坡地、河床地带等不良地质区时， 受自然灾害因素影响，可能引发杆塔变形、倾斜、倒塌现象。在输电杆塔部署北斗杆塔倾斜监测终端，融 合绝对测量和相对测量数据，实时监测杆塔姿态变化，在无公网地区支持选配北斗短报文通信终端，对输 电杆塔全时段实时监测，有效提高电网输电线路的可靠性。

5)输配电线路无人机自主巡检：电力在北斗精网的支持下，带有RTK功能的无人机，可以达到厘米 级定位精度，无人机巡检相较于人工巡检，具备受地形限制小、塔头巡检效果好、成本低、操作简单、可 快速部署、巡检效率高等优点。在巡检范围、内容和频次上对人工巡检进行有效补充，较传统巡检方式设 备本体巡检效率和质量显著提高。

6)基于北斗定位的安监场景应用：高压输电线路需要穿越各种复杂的地理环境，当在无信号区域作业情况下，巡检人员无法通过常规网络进行通信，影响作业效果。通过给巡检人员配备具备北斗三号短报 文通信终端和北斗安全帽，实现无公网地区的实时短报文应急通信，助力无公网区域高效巡检作业。

7)基于北斗定位接地线的配电线路数字化五防应用：利用现有的计算机和网络技术平台，采用数据 信息化的方式替代传统的管理模式，完成接地线数据的智能化采集。同时，采用高精度定位设备、状态感 知设备，对于线路挂接状态、定位及空间角度等进行感知监测，并支持Cat.1无线通讯，将作业现场数据 传输至作业管理平台，实现平台与感知设备、智能设备互联互通，统一管控。

三、创新亮点

1)北斗技术与电力系统的深度融合，推动了新型电力系统的智能化、网络化发展。本案例充分利用 北斗系统高精度、广覆盖的技术优势，推进北斗服务基础能力建设和业务场景应用，围绕北斗定位、授时、 星基增强、地基增强、短报文通信等北斗系统特色，以高原县域典型业务需求为导向，全面调研分析塔县 全域运检、营销、安监、配网等专业需求，因地制宜打造电力北斗综合应用，推动电力北斗技术创新发展， 切实解决电网生产、客户服务面临的痛点、难点，提升电力北斗应用水平，也为北斗规模化应用与发展提 供了典型样板。

2)通过北斗卫星导航技术，实现高原县城无人机巡检智能化、自主化。通过北斗高精度定位，实现 高原山区输配电杆塔运行状态及巡检人员位置实时监测，提升大电网安全、保供及人员管控水平。通过将 北斗与物联网、人工智能技术融合应用，创新打造数字化五防应用，提高了作业计划的科学性和准确性， 提升了现场作业的安全性。通过利用北斗独有的短报文功能，实现了关键技术、核心信息的交互处理。在 无稳定移动信号区域，这一功能对于营销采集、配电网运行检修、应急管理等业务至关重要。本案例也为 新型电力系统和数智化坚强电网建设提供了典型经验。