目前,北斗衛星導航系統(BDS)已全方位應用于各行各業。常規的北斗定位技術采用衛星信號定位,定位精度達米級,可滿足導航等生活應用需求。然而,在電力行業的一些業務應用中,米級定位精度難以滿足需求。
“我們迫切需要更高的定位精度來更好地保證供電可靠性和作業可靠性,定位偏差*好能小于10厘米。”
目前,厘米級的高精度定位主要依靠北斗差分定位技術實現。預先設置的北斗基準站對外發布差分定位數據,“告知”周邊的北斗終端如何校正自身的定位坐標,使北斗終端將定位精度細化至厘米級。
江蘇電科院從2020年開始研究北斗差分定位技術在電力行業的應用,牽頭研制了6款高精度電力北斗業務終端,建成了電力北斗終端產品級性能檢測試驗場,參與了國網江蘇電力北斗地基增強網建設工作。
2021年年初,江蘇電科院在南京江北新區、無錫等地調研北斗技術在電力行業的應用需求,發現北斗差分定位技術可有效提升輸電通道巡檢等業務可靠性,但技術推廣受到制約。在變電站、重點輸電通道等區域,往往有多臺北斗終端同時工作。每臺北斗終端必須配置符合電力可靠要求的遠程通信模塊、獲取差分定位服務授權信息,才能接入北斗系統。這些通信模塊功耗較高,需要更大容量的電池,增加了北斗終端的體積、重量和造價。每臺北斗終端都需要進行網絡和差分定位服務設置,在工程應用中存在一定困難。
1、高壓母線槽長期運行時至少每年定期檢修一次。高壓母線槽的修理及維護
2、 檢查總的負載電流不得超過設計電流和主母線槽的額定電流。高壓母線槽的修理及維護
3、高壓母線槽檢修前需對母線槽系統進行停電檢查!全部切斷母線槽所有電源!并用萬用電表測量導電體有無電壓,確認母線槽系統未帶電方可例行檢修。防止高電壓對操作人員構成身體傷害甚至死亡的嚴重事故!高壓母線槽的修理及維護
4、高壓母線槽運行中,應不間斷查看整條系統的四周是否存在滲漏、噴水、潛在潮氣源,是否存在對系統構成威脅的重物,以及對母線槽系統溫升構成影響的熱源,檢查有無異物進入母線槽內部。檢查母線槽系統零部件有無缺損、銹蝕現象、支架彈簧是否有合適的彈力,發現問題后立即更換。
5、高壓母線槽長期運行時每年定期檢測一次接頭溫升,接頭溫升按照GB7251標準不超過70K為合格(環境溫度為40℃)。檢查所有母線槽接頭連接螺栓及導電體接觸部分是否有松動現象。防止因松動產生的阻值增高而使接頭發熱現象。檢查絕緣材料是否有老化現象。導電部分是否有熔化變形現象。如發現有相間接地、絕緣擊穿現象,應分段拆除并用耐壓測試儀分段檢查,找出故障,或重新更換母線槽,或重新進行絕緣包覆處理。檢查母線槽系統的插接箱插腳與母排接觸是否良好。高壓母線槽的修理及維護
6、定期清理母線槽系統表面積塵,確保散熱良好。高壓母線槽的修理及維護
7、 母線槽系統檢修完畢,重新送電前,應檢查絕緣電阻并有完整的檢修記錄。
電力北斗業務應用大多集中在一個區域內,是否可以實時獲取差分定位數據,共享給區域內其他北斗終端使用呢?如果這個方案可行,就可以實現終端低功耗、小型化、免設置,使用成本將大幅下降。因此,解決差分定位數據的共享問題成為研究團隊的主攻方向。
2022年,研究團隊開始探索北斗差分定位數據共享技術。在一次頭腦風暴中,會議桌上擺放的路由器激發了朱道華的靈感。“我們能否研發一臺北斗‘路由器’,利用電力物聯網感知層通信網絡分發差分定位數據,實現多個終端共享一份數據呢?”
研究團隊首先研究了北斗終端與電力北斗系統之間的交互協議,再結合近年來電力物聯網技術的研究成果,搭建了電力北斗差分定位數據共享應用原型系統進行實驗,測試了使用同一份數據對一個區域內多臺北斗終端定位性能的影響,測試了不同物聯網通信技術的性能。
經過近百次測試和參數調整,研究團隊實現了從電力北斗系統實時獲取差分定位數據,再利用本地微功率無線網絡發送給北斗終端。這樣一來,其他北斗終端本身無須具備遠程通信功能,只需要使用一個本地微功率無線通信單元作為數據共享裝置,就可以實現高精度定位。這一裝置就像一臺北斗信號“路由器”,起到了分發差分定位數據的作用。
為了保障網絡不暢或者差分信號不佳時定位不受影響,研究團隊開發了本地基站自動切換功能。北斗信號“路由器”會實時校驗自身坐標,判斷電力北斗系統的差分定位數據是否正常。一旦出現異常,該裝置可自動轉入基站模式,利用自身的準確坐標計算出當地的差分定位數據,為北斗終端提供本地差分定位服務。該裝置還可以根據實時定位判斷附近是否存在異常的衛星定位信號并發出告警,防止欺騙信號影響北斗終端正常工作。
研究團隊在本地無線通信網絡中使用了鑒權接入和數據加密等技術,使北斗信號“路由器”和北斗終端之間通過加密網絡連接,保障差分定位數據和北斗終端位置數據可靠傳輸。
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