12月10日12时03分,酒泉卫星发射中心晴空万里,碧蓝如洗,长征系列运载火箭喷吐金色尾焰,托举“电力工程号”直刺苍穹。约15分钟后,卫星顺利进入预定轨道,发射任务圆满成功。
本次发射的“电力工程号”由国网电力工程研究院有限公司(以下简称“国网工研院”)联合相关技术企业研制,是我国首颗面向电网建设与运行全链条需求定制的光学遥感卫星,其成功发射标志着国家电网公司在关键技术领域实现新突破,为保障国家能源安全、构建新型电力系统注入了强大的科技新质动能。
“‘电力工程号’的成功发射,是我们贯彻落实国家能源安全新战略、推动科技自立自强的具体实践。”国网工研院总经理(院长)、党委副书记刘前卫指出。
实战中淬炼
科技创新激发新质动能
国网工研院电力卫星资源应用中心负责人杨知表示,研制电力专用卫星,源于电网发展对遥感数据日益迫切的需求。随着西南水电、沙戈荒新能源基地等特高压工程加快建设,电网规模持续扩大,输电线路不断延伸至高海拔、极寒、强震等复杂环境,呈现出“点多、面广、量大”的特点,对建设管理、运维应急和灾害防控提出了更高要求,而现有通用光学卫星难以满足专业化需求。
2017年8月,长江流域持续强降雨引发严重洪涝和地质灾害,湖南、安徽等地电网遭受重创。技术团队率先启用高分辨率合成孔径雷达卫星开展应急,24小时之内完成近1000公里输电线路和6个变电站的受淹情况统计及衍生灾害风险评估。据了解,这是国内首次将卫星遥感技术应用于电网灾害监测,让团队真切看到了科技创新的实战价值,也更清晰地认识到专用卫星的迫切性。
“过去我们依赖国内外通用遥感卫星数据,但在分辨率、重访周期和数据专属性上常常‘捉襟见肘’。”杨知坦言,“尤其在应对突发灾害时,能不能‘看得清、看得快、看得准’,直接关系到电网抢修和供电恢复的效率。”
这些现实需求促使团队推进自主卫星研制,打造电力专属“天眼”系统。“这颗‘量身定制’的卫星,将成为电网工程建设、设备巡检应急的‘千里眼’,跨越式提升国家电网全域高精度三维立体观测能力。”杨知说。
▲国网工研院卫星遥感团队工作人员在卫星研发实验室进行卫星组装、性能测试工作。
核心技术赋能
打造电力专属“天眼”
这颗卫星“新”在哪里?杨知介绍,“电力工程号”具备东西走向输电通道的快速观测、电网高精度三维建模、甚高分辨率成像以及星上智能处理等核心特质,针对电网特殊需求实现了多项技术创新。
首先是“看得清”,提升了空间分辨率,该卫星具备优于0.5米的甚高空间分辨率,相当于在500多公里的高空能够清晰识别地面上约为A3纸大小的目标,可精确观测输电线路、杆塔等电网本体设备结构状态。为解决高空微小振动对成像质量的影响,团队进行了数百次仿真试验,尝试各种光学设计方案,最终创新性地提出“多级图像稳定”技术,攻克了这一技术难关。
其次是“看得快”,该卫星突破了传统卫星南北飞行模式,创新实现沿东西走向的长条带连续观测,单次即可覆盖超过200公里的输电通道,提升了对大规模“西电东送”主干通道的监测效率,以及数据获取的时效性,为沙戈荒新能源基地送出等重大工程的精细化勘察、机械化施工、数字化运维提供广域、高频的数据支撑。
最后是“看得准”,“同轨多角度立体成像与智能融合处理”技术也是创新亮点之一,即通过卫星平台的精准敏捷操控,在一次过境中即可从多个角度对同一目标进行快速拍摄,可实现快速分米级三维建模,为电网规划、机械化施工、环保水保管理和通道树障等提供精确的电网设备设施级量化评估数据支持,为电网立体化监测注入新动力。
“‘电力工程号’发射后,将应用于电力工程勘察设计、通道巡视、防灾减灾等业务,显著提升电网安全运行水平与应急管理能力,是国产卫星与能源电力融合创新、实现高水平科技自立自强的重要实践。”中国遥感应用协会秘书长卫征说。
天地一体组网
赋能电网高质量发展
“电力工程号”入轨后将化身工程巡检“哨兵”和灾损评估“专家”,与国网工研院已建成的自主可控地面接收站和高度智能化数据处理中心形成完整体系,将构建“一星在轨、多星协同、天地一体”的电力遥感监测网络,广泛应用于特高压工程建设管理、输变电工程环保水保监测、重要输电通道巡视、灾害预警、灾损评估等19类业务场景。
“这颗卫星不是‘单打独斗’,而是天地协同感知网络的重要一环。”杨知表示,“通过构建从太空到地面的全链路数据闭环,我们正在打造数字孪生电网的‘空间感知底座’。”
与现有卫星相比,该卫星投用后预计将使输电工程卫星勘察、线路巡检精度提升5倍以上;百公里东西走向输电通道巡视和灾害应急效率提升近7倍,国内外大规模输电线路建设管理、日常巡检与灾害应急等应用综合经济效益超10亿元,提升应急响应速度与科学性,为构建坚强大电网、确保大范围资源优化配置提供坚实保障。
刘前卫介绍,面向“十五五”,国网工研院将以“电力工程号”建设为起点,加快建成电网卫星星座,打造卫星设计、数据接收、智能处理、业务应用全技术链条体系,促进卫星遥感的新质生产力为电网建设运行、保障能源安全赋能。
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