电力防灾应急

南网北斗赋能“防灾减灾”技术案例

发布时间:2026-08-28来源:南网数字集团

今年夏天,台风过境广西,暴雨持续了三天。在南方电网地质灾害智能识别预测平台上,一串此前并不起眼的数据正悄然爬升,某处220千伏输电线路杆塔周边,北斗地质灾害监测装置连续捕捉到了超阈值的位移变化,系统随即自动发出预警。


后台技术人员反复确认数据后拨通了电话,巡检人员赶到现场发现杆塔附近的山体已出现明显的塌方,雨水还在持续向土壤深处渗透,如果不及时处置,杆塔倾斜甚至线路中断都可能发生。应急人员迅速处置,隐患最终被控制在萌芽状态。


那毫厘的位移是如何被“看见”的?让电网拥有这双“眼睛”的,是一支不足十人的团队、一条走了七年的路和一个北斗卫星导航系统。


从写规划开始


2019年,数字电网公司北斗团队刚成立时,北斗电力应用还是一个从未被系统性探索过的领域。彼时,北斗卫星导航系统已开始在全球组网,但在电力行业怎么用、能做什么,几乎没有人说得清楚。


“我们连电网有哪些业务痛点都不清楚,更不用说怎么把北斗用上去。”团队成员回忆道。


于是从零起步,他们花了两三个月的时间,逐一走访了生技、基建、安监、营销、调度等业务部门,反复追问同一个问题:“你们目前最头疼的事情是什么?北斗有没有可能帮上忙?”


就这样慢慢梳理出了一批真实的需求,有人提到无人机巡检效率低下,需要人工手动操控无人机;有人说起变电站的时间同步长期依赖国外GPS信号,怕断、怕不可控;还有地质灾害巡查,一年跑一两趟,靠光学仪器测量,周期长、频次低,很多突发性的变化根本发现不了。


痛点被一一记下,并被写进规划文档里。2022年,《南方电网公司北斗卫星导航系统“十四五”应用规划》发布。而这份规划,正是对国家“十四五”规划纲要“深化北斗系统推广应用,推动北斗产业高质量发展”部署的积极响应。


几十页纸,框定了此后五年北斗在南方电网的应用蓝图。规划落笔那一刻,后来的每一条路,都要靠他们自己去走通。


从写规划把基准站建在变电站里


规划有了,第一步是建站。


北斗卫星在天上,民用定位精度大约在5到10米,手机导航绰绰有余,但用来支撑无人机自主巡检却远远不够,无人机需要飞到输电线路的特定位置拍摄,误差必须控制在厘米级。


解决方案是在地面建设基准站,通过基准站持续接收北斗卫星信号生成差分改正信息,从而提升终端定位精度。南方电网计划在南方五省建设基准站,构建覆盖全域的高精度定位网。


问题随之而来:基准站建在哪里?


变电站分布均匀,有稳定的电源和通信条件,还有人员可以随时维护,从各个角度看都是理想的选址。但相关规范明确不建议在变电站内建站,因为强电磁环境会严重干扰卫星信号。“别的行业不建,不代表我们不能建。”团队成员说。他们与武汉大学联合攻关,把变电站的电磁干扰“拆开”逐项分析。不同电压等级、不同设备类型,干扰强度到底有多大?连续测了几个月,数据最终证明:500千伏以下变电站的电磁干扰在可控范围内。


接下来是“防”。团队从天线选型入手优化抗干扰能力,再对接收到的信号进行算法层面的处理。一套组合拳打下来,方案摆上了基准站主管部门的评审桌,并最终获得了认可。665座基准站,就这样慢慢一座一座地立了起来。


从2024年开始,南方电网又先后与广东、广西、贵州等省(自治区)自然资源部门开展共建共享,将基准站网的基线平均距离从45公里缩短到35公里。基准站越密,高精度定位的稳定性和可靠性就越高。这一做法,也与国家“十四五”期间推动全国基准站“一张网”整合、形成上下联动服务保障机制的方向不谋而合。


“十四五”期间,我国建成了基于北斗的“全国卫星导航定位基准站一张网”,整合了全国7000座基准站数据资源。南方电网的665座基准站,正是这张“大网”在能源电力领域的重要组成。


“毫米级的位移,我们看得见”


站建好了,新的挑战接踵而至。


南方五省地处低纬度,赤道附近的电离层活动格外活跃。每天中午12点到下午2点,太阳活动最活跃的时段,电离层扰动会严重扭曲卫星信号穿过大气层时的路径,定位精度从厘米级掉到亚米级甚至米级。


“那会儿一到中午,无人机就没法自主飞,只能靠人手动操作。”团队成员回忆道。


他们再次与武汉大学合作。武汉大学是北斗高精度定位领域全球顶尖的高校,拥有一套成熟的扰动误差分析理论和电离层建模成果。团队把相关成果引入自己的基准站网,配合实时观测数据进行修正,逐步把电离层扰动的影响降到了可控范围。


如今,即便在电离层扰动最剧烈的时段,高精度定位服务依然稳定可用,无人机“午休”的时间就更短了。


定位技术打通之后,各类应用场景开始一个接一个地落地。


地质灾害监测是其中“守护感”最强的一个。过去,输电杆塔周边的地质隐患主要依靠人工巡查,一年跑一两趟,用光学仪器测量,周期长、频次低,很多突发性变化根本发现不了。如今,北斗监测装置安装在杆塔或边坡基础上,实时捕捉毫米级的位移变化,数据自动回传至指挥中心,任何异常都能被第一时间发现。


台风期间广西的两次成功预警,不过是众多案例中的一个缩影。在云南某500千伏输电线路地质沉降、超高压某±800千伏直流线路边坡失稳等多起隐患处置中,北斗监测装置同样发挥了关键作用。


巡视方式的改变同样令人瞩目。如今,无人机自主巡检已覆盖10千伏及以上架空线路,全年巡检里程超过100万公里;全网110千伏及以上变电站实现北斗授时全覆盖,时间同步精度达到纳秒级;5万余台生产及公务车辆全部安装了北斗定位终端。


目前,北斗已在南方电网40类业务场景中完成部署,累计推广应用各类终端超过17万套。


荣誉背后,是更长远的征程


2026年7月,国家科学技术奖励大会在北京召开。由武汉大学牵头、数字电网公司核心参与完成的“北斗星地协同广域精密定位关键技术及规模化应用”项目,获得国家科学技术进步奖二等奖。


这次获奖,是对数字电网公司及科研团队深耕北斗技术领域攻关与产业化创新的高度认可。项目团队重点攻克了复杂环境大气建模、星地协同融合定位、大规模并发快速解算等核心技术难题,建成北斗星地协同广域精密定位技术体系,实现了北斗核心软硬件全方位国产化替代与性能升级。


依托这一核心技术成果,数字电网公司牵头完成了南方电网北斗地基增强系统整体方案设计与平台研发,自主研制了北斗高精度定位终端产品系列,率先将北斗高精度定位引入电力生产一线,并将电鸿操作系统首次应用于北斗终端。目前,无人机自主巡检、地质灾害监测等典型场景均已实现规模化落地,有效提升了电网自主安全可控与智能化运维水平。


荣誉是肯定,更是鞭策。“面向未来,数字电网公司将持续深耕北斗技术与数字电网领域,拓展北斗技术在电力行业的创新应用场景,以科技创新赋能电网数字化、智能化高质量发展。”程凌森副总经理说。


而更大的蓝图已经铺开。国家“十五五”规划纲要明确提出加强北斗系统创新应用。国家发展改革委表示,“十五五”时期将继续实施北斗规模应用工程,推动北斗产业规模五年内突破1万亿元。国资委也明确要求中央企业发挥北斗规模应用“国家队”作用,不断提升能源行业的智能化、数字化水平。


南方电网的北斗应用实践,正是对这一国家战略的坚定回应,从2022年发布“十四五”规划,到如今40类场景、17万余套终端的规模化落地,再到即将开启的“十五五”新征程,北斗在南方电网走过的每一步,都与国家北斗规模应用的推进节奏同频共振。


“做那些看不见的事”


七年前,当这支团队第一次走进业务部门的办公室时,还无法想象“北斗在电力行业能做什么”。七年后,当初写在规划里的那些场景,已经一件件变成了日常运转的一部分。


团队总共只有十人左右,学测绘的、学电子的、学电气的,专业背景五花八门。搞业务的人不懂北斗,搞北斗的人不懂业务,团队成员就互为师徒,互相补课。


实干和创新,是这支队伍的工作底色。北斗在天上,但大家清楚,工作必须落到地上,真正去解决那些业务里实实在在的痛点。


2025年12月,南京发生了一起卫星干扰事件,大范围导航信号失灵。导致定位信息严重失真,变电站的时间同步系统因无法接收卫星授时全部进入守时状态。这件事给团队敲响了警钟。下一个攻关方向已经明确,抗干扰和防欺骗,让北斗终端在遭遇信号干扰时依然能够正常工作。“目前已经在芯片和模组层面研发,下一步要应用到终端上。”程凌森副总经理说。


2019年至今,北斗从“天上的星星”变成了“电网的守护者”。它看不见、摸不着,却在每一个台风天、每一次地质灾害预警、每一趟无人机自主巡检的背后安静地运转着。那些被“看见”的毫厘,那些被“听懂”的卫星信号,最终汇成了一盏始终亮着的灯。

版权所有:2026第4届电力行业防灾应急管理技术大会 | 2026电力安全及应急通信技术交流会