一城一北斗|“電力北斗”智能電網規(guī)模化應用示范案例

申報單位：無錫廣盈集團有限公司

聯合申報單位：國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司

主要完成人：梅沁、楊靜泊、劉星曄、白晨陽、郭燕娜、陳亦寒

一、案例簡介

北斗系統(tǒng)在電力行業(yè)的應用，可以有效解決電力業(yè)務中的許多問題，隨著人們對電力的需求日益增長， 電力業(yè)務應用的北斗服務需求不斷增加，電力業(yè)務中的問題也日漸明顯，目前電力北斗建設應用主要依托 國家項目，對業(yè)務痛點難點和基層實際需求聚焦不足，主要涉及北斗平臺功能、穩(wěn)定性和兼容性不足；北 斗組網運維保障體系不夠完善，可靠性無法滿足；傳統(tǒng)巡檢模式中主要依賴人工巡檢帶來的耗時多、效率 低；可視化指揮調度手段欠缺、應急通信支撐不足，北斗終端標準化程度不高、運維機制不健全等問題。 針對上述問題及難點開展“電力北斗”智能電網規(guī)模化應用示范案例項目，搭建三大場景(變電站人員作 業(yè)安全管控、生產管控中心搶修指揮服務、配網線路智能巡檢應用),兼顧電力北斗系統(tǒng)向其它行業(yè)提供 基礎服務的能力建設，深化通信技術與能源業(yè)務融合創(chuàng)新應用，打造電力北斗系統(tǒng)開放式應用生態(tài)，致力 于構建新型電力系統(tǒng)，推進“雙碳”目標的達成。

“電力北斗”智能電網規(guī)模化應用示范案例項目，由無錫廣盈集團有限公司(簡稱：廣盈集團)和國 網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司(簡稱：國網無錫供電公司)聯合建設、安全可控，可拓寬北斗多 業(yè)務場景深化應用，本項目重點研發(fā)北斗+物聯體系的融合技術、北斗+攝像頭數字孿生的融合技術、北斗 +端側人工智能的融合技術等關鍵技術，圍繞變電站人員作業(yè)安全管控、生產管控中心搶修指揮服務、配 網線路智能巡檢應用三大典型應用場景，打造“1中臺+N平臺+3典型場景”的北斗應用創(chuàng)新方案，拓展北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在行業(yè)內的綜合應用，積極開展北斗在電力行業(yè)的試點推廣示范，形成電力專用北斗規(guī) 模化應用體系，帶動行業(yè)整體技術水平提高和科技進步，為廣盈集團、國網無錫供電公司、甚至是國網江 蘇公司在科技標準制定、作業(yè)流程梳理等方面，提供新的動力源，打造全新的配電網數智生態(tài)。

二、技術方案

1、技術體系架構：廣盈集團聯合國網無錫供電公司共同搭建電力專用北斗規(guī)模化應用體系：從業(yè)務 全流程貫通、終端實用化、平臺智能化等角度優(yōu)化典型場景應用，依托北斗綜合服務、三維空間、統(tǒng)一視 頻等平臺，重點開展變電站人員作業(yè)安全管控、生產管控中心搶修指揮服務、配網線路智能巡檢應用3個 北斗典型應用場景，以及車輛出行服務、位置共享服務2個位置服務平臺，形成可規(guī)模化推廣方案。

2、融合應用技術

1)北斗+物聯體系的融合技術：基于電力專用北斗技術研發(fā)新型高精度定位北斗智能安全帽、北斗智 能接地線、北斗路由器，通過LoRa通信，完成邊端互聯，降低終端設備4G通信功耗80%,同時自研北 斗路由器的LoRa通信相較其他邊緣代理裝置的WAPI通信，通信距離由60~70m提升至200~300m。

2)北斗+攝像頭數字孿生的融合技術：應用融合實景三維建模、圖形化工作票、攝像頭人工智能捕捉 等技術，結合圖形化工作票自動生成電子圍欄，當作業(yè)人員位置超出安全范圍時，在北斗路由器邊緣側生 成臨界預警和越界告警信號以降低消息時延，并通過北斗定位實現人員位置與攝像頭信息的聯動。

3)北斗+端側人工智能的融合技術：首創(chuàng)北斗路由器作為邊端節(jié)點，融合人工智能、物聯網、信息化 等技術，通過定位優(yōu)化、AI集群、GIS+北斗的融合算法等途徑，實現端側北斗時空服務、終端管理、邊 緣計算等功能，通過探索“電力北斗技術+端側人工智能技術”專業(yè)化融合。

3、規(guī)模部署方案：“電力北斗”智能電網規(guī)模化應用示范案例項目部署方案通過智能車載終端、無人 機、智能單兵巡檢設備等終端打造終端空天地立體巡檢模式，結合電網依托北斗綜合服務、三維空間、統(tǒng) 一視頻等平臺，通過有線、LORA、WARI等方式匯聚到通導算邊緣一體化裝置，加密進入到平臺，通過 企業(yè)中臺統(tǒng)一對業(yè)務應用提供服務，形成“1中臺+N平臺+3典型場景”的北斗應用創(chuàng)新方案(即1個電 網中臺連接多個業(yè)務平臺，打造3大典型應用場景，涵蓋電力系統(tǒng)所有環(huán)節(jié)),形成“電網拓撲一張圖”, 包括發(fā)、輸、變、配、用所有環(huán)節(jié)內部的拓撲結構及其之間的連接關系的電網空間數據融合，適應多個場 景應用。

1)變電站作業(yè)安全管控場景：在無錫邊緣云服務器部署作業(yè)安全管控微應用，實現數字化工作票智 能識別、作業(yè)區(qū)域電子圍欄自動/手動繪制、人員(車輛)實時位置跟蹤、異常行為實時監(jiān)測及告警、攝像 頭同步追蹤等基礎功能。

2)生產管控中心搶修指揮服務場景：生產管控中心搶修指揮服務場景包括現場指揮大屏、視頻錄像 管理、實時監(jiān)控與預警、應急即時指揮、一張圖作戰(zhàn)、軌跡展示與分析、北斗三號短報文數據應用、數據 對接功能、數據管理、資源管理、參數配置、系統(tǒng)管理12個業(yè)務域。生產管控中心搶修指揮服務建設利 用源于云平臺提供的公共組件與服務，實現與控制相關的服務和應用以及非控制類數據服務和業(yè)務應用； 為保證控制類應用的效率、可靠性及安全性，后臺控制服務以Java為主實現，前端展示以B/S為主為用戶 提供統(tǒng)一的交互入口。本場景實現指揮中心與搶修現場的靈活高效溝通，在應急情況下能夠通過多種通信 手段保障前后方的遠程通信，為電網故障快速恢復提供可靠支撐。

3)配網線路智能巡檢應用場景：無錫本地部署配網智能巡檢應用、配網搶修指揮服務，數據中臺接 入配網專業(yè)主要業(yè)務數據。配網線路智能巡檢應用場景中的主要裝備是智能巡檢機器人、巡檢無人機、巡 檢車等，搭載輸配電線路智能巡檢系統(tǒng)的設備替代人力巡檢，上天入地，實時監(jiān)

三、創(chuàng)新亮點

1、行業(yè)應用場景創(chuàng)新

1)變電站作業(yè)安全管控場景創(chuàng)新：通過對車輛、人員到崗到位情況、工作區(qū)域分析及預警、設備檢 修預警、人員位置信息實時監(jiān)測及預警4個場景管控，利用北斗+數字孿生技術，提高三維模型精度、挖 掘應用場景，逐步將基于數字孿生的三維管控應用經驗推廣至各類檢修作業(yè)中，推動廣盈集團變電檢修數 字化水平不斷提高，保障變電站檢修工作順利進行，提高管理效率和保障施工人員安全。

2)生產管控中心搶修指揮服務場景創(chuàng)新：配網應急搶修平臺建立現場與指揮中心高效溝通機制、合 理調配搶修資源的生產管控中心搶修指揮服務，充分利用電網一張圖展示故障現場情況，結合現場北斗記 錄儀、應急單兵等實時反饋至指揮中心，以快速建立高效溝通機制，確保故障迅速處理。

3)配網線路智能巡檢應用場景創(chuàng)新：配網線路智能巡檢應用基于北斗定位的車載智能配網巡檢裝置， 裝配于巡檢車輛上，在配網巡檢作業(yè)現場實現線路自動巡檢，實時修正桿塔坐標，識別和解算樹線矛盾、 異物占用、異物掛線、桿塔傾斜等信息，自動生成巡檢記錄并上傳故障照片。提高配網線路的巡檢效率和 自動化水平。

2、技術創(chuàng)新

1)北斗+物聯融合創(chuàng)新性：基于北斗路由器、LoRa技術，降低終端設備如北斗安全帽功耗、重量，

定位精度達到厘米級，續(xù)航時間達到10小時；同時LoRa通信技術增加邊端通訊距離，解決傳統(tǒng)WAPI通

信距離不足的弊端；利用人工智能算法智能識別工作票內容，結合變電站三維模型自動生成電子圍欄，并 下發(fā)至北斗路由器進行邊端識別，實現人員越界、誤入帶電區(qū)域等告警本地實時生成。

2)北斗+攝像頭數字孿生創(chuàng)新性：融合人員定位、攝像頭等多源信息，應用側布置算法實現現場作業(yè) 人員自動捕捉、實時追蹤，北斗+攝像頭數字孿生技術通過“精準定位-動態(tài)感知-智能決策”閉環(huán)，實現了 人員追蹤從被動監(jiān)控到主動預警的跨越，其核心創(chuàng)新在于異構數據的高效融合、邊緣側實時算法優(yōu)化(低 時延、高可靠性)、開放生態(tài)的規(guī)模化應用。

3)北斗+端側人工智能創(chuàng)新性：精準識別風險點，巡檢模式進一步提升。創(chuàng)新在生產用車上采用北斗 路由器作為邊緣樞紐，通過智能車載終端、全景相機進行聯合巡檢，實現桿塔設備坐標自動采集、配網設 備缺陷智能識別、配網線路環(huán)境自動建模，有效減少人力支出，實現車載端巡檢模式，極大提升配電網巡 檢的效率和智能化水平。

3、機制、流程創(chuàng)新性

廣盈集團建立相應的工作機制，明確負責人，如通過搭建全新發(fā)展人力資源機制，形成項目負責人之 間的發(fā)展競爭機制，通過制度機制安排，在多勞多得的大原則下，薪酬收入逐步向有貢獻的項目負責人傾 斜，旨在培養(yǎng)項目負責人主動作為、主動有為，獨立帶領團隊開拓市場、服務市場、創(chuàng)新市場的能力，在 企業(yè)內部形成共創(chuàng)和眾創(chuàng)發(fā)展空間格局。本項目能夠滿足跨單位、跨部門、跨多個崗位配合的多跨協同流 程需求，采用統(tǒng)一框架工作流或流程管理平臺，實現單個應用服務器支持50的并發(fā)用戶，整個系統(tǒng)利用 服務群集技術支持全省集中模式下系統(tǒng)處理業(yè)務流程某一具體環(huán)節(jié)的時間小于4s,相對于同類產品性能提 升38%。