一城一北斗|“電力北斗”智能電網規模化應用示范案例

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

北斗系統在電力行業的應用，可以有效解決電力業務中的許多問題，隨著人們對電力的需求日益增長， 電力業務應用的北斗服務需求不斷增加，電力業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”智能電網規模化應用示范案例項目，搭建三大場景(變電站人員作 業安全管控、生產管控中心搶修指揮服務、配網線路智能巡檢應用),兼顧電力北斗系統向其它行業提供 基礎服務的能力建設，深化通信技術與能源業務融合創新應用，打造電力北斗系統開放式應用生態，致力 于構建新型電力系統，推進“雙碳”目標的達成。

“電力北斗”智能電網規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 業務場景深化應用，本項目重點研發北斗+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”的北斗應用創新方案，拓展北斗衛星導航系統在行業內的綜合應用，積極開展北斗在電力行業的試點推廣示范，形成電力專用北斗規 模化應用體系，帶動行業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。

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模化應用體系：從業務 全流程貫通、終端實用化、平臺智能化等角度優化典型場景應用，依托北斗綜合服務、三維空間、統一視 頻等平臺，重點開展變電站人員作業安全管控、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：首創北斗路由器作為邊端節點，融合人工智能、物聯網、信息化 等技術，通過定位優化、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”專業化融合。

3、規模部署方案：“電力北斗”智能電網規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 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 企業中臺統一對業務應用提供服務，形成“1中臺+N平臺+3典型場景”的北斗應用創新方案(即1個電 網中臺連接多個業務平臺，打造3大典型應用場景，涵蓋電力系統所有環節),形成“電網拓撲一張圖”, 包括發、輸、變、配、用所有環節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)變電站作業安全管控場景：在無錫邊緣云服務器部署作業安全管控微應用，實現數字化工作票智 能識別、作業區域電子圍欄自動/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、實時監控與預警、應急即時指揮、一張圖作戰、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、系統管理12個業務域。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 入配網專業主要業務數據。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的設備替代人力巡檢，上天入地，實時監

三、創新亮點

1、行業應用場景創新

1)變電站作業安全管控場景創新：通過對車輛、人員到崗到位情況、工作區域分析及預警、設備檢 修預警、人員位置信息實時監測及預警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、技術創新

1)北斗+物聯融合創新性：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 下發至北斗路由器進行邊端識別，實現人員越界、誤入帶電區域等告警本地實時生成。

2)北斗+攝像頭數字孿生創新性：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 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-動態感知-智能決策”閉環，實現了 人員追蹤從被動監控到主動預警的跨越，其核心創新在于異構數據的高效融合、邊緣側實時算法優化(低 時延、高可靠性)、開放生態的規模化應用。

3)北斗+端側人工智能創新性：精準識別風險點，巡檢模式進一步提升。創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，如通過搭建全新發展人力資源機制，形成項目負責人之 間的發展競爭機制，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、創新市場的能力，在 企業內部形成共創和眾創發展空間格局。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的并發用戶，整個系統利用 服務群集技術支持全省集中模式下系統處理業務流程某一具體環節的時間小于4s,相對于同類產品性能提 升38%。