GPS技術在電力自動化中的運用

段曉燕

摘要：本文主要針對GPS技術的含義、GPS技術在電力自動化應用中所具有的優勢以及GPS技術在電力自動化中的主要應用進行簡要分析，僅供參考。

關鍵詞：GPS技術；電力自動化；應用

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、GPS技術的含義

全球定位系統就是我們要研究的GPS技術，主要由地面監控、空間星座和用戶設備等部分構成。時至今日，它已成為一種自動化、高精度、全天候、高效益和全球覆蓋的先進系統模式，在很多領域中得到了廣泛的應用，因此，在電力自動化系統中應用GPS技術必將成為一種趨勢。

詳細的說，利用地面接收儀器將空間發射的信號予以接收，這是GPS技術的優勢功能。因為特有的結構會存在于空間的星座中，確保至少有4顆衛星存在于某一區域中，通過接受設備的方式展現地面用戶的導航形式，進而令GPS可以將多項數據單向傳輸的服務提供給多個用戶。

二、GPS技術在電力自動化應用中所具有的優勢

1、定位精確度高

在以前，電力系統發展較為落后的時期，傳統的電力系統大多采用的是依靠人工技術進行現場操作來實現監控，那么在采集信息和整理信息時就不可避免的會出現差異和錯誤，由于電力系統的特性，當出現不準確的信息時，就會給電力系統的正常運營帶來巨大的影響，從而嚴重阻礙了電力系統正常的生產過程。而現在隨著科技的進步和發展出現了GPS技術，GPS技術具有高精度定位定時的功能，為電力自動化系統中的監控和測量提供了方便快捷的道路，將GPS技術運用到電力自動化中，順利實現了高精度、全方位、多點化的信息和數據采集，不僅僅做到了能夠對電力自動化系統的每個點以及整體進行統一的準確的測量，極大的保證了電力自動化系統運營過程中信息采集的準確性和真實性，而且大大提高了電力自動化系統的工作效率和水平，推動了電力自動化技術的發展和進步。

2、實時定位

在過去，傳統的電力系統并不具備準確的定時和定位的功能，造成了采集到的信息不準確、有誤差，這種因素使電力系統整體的性能收到了嚴重的影響。而GPS技術的則采用了三維定時定位的技術，這種定時定位的技術能夠將電力系統中的所有位置進行精準測量，從而得到電力系統生產過程中所需要的準確信息，這些準確的信息保證了電力系統自動化運行時的高效性與準確性，使電力系統的正常運行得到了可靠有力的保障。

3、GPS技術功能眾多、用途廣泛

由于GPS衛星定位技術不受可視條件與其他客觀環境條件的影響，將這種技術應用到電力自動化系統中，能夠快速的采集到準確的信息，有效的提高電力系統自動化運行的工作效率，促進電力自動化系統工作的準確運行，因此GPS衛星定位技術代替了原來傳統的老舊設備，在電力自動化系統中得到廣泛的應用，使電力自動化系統從整體上得到了的高效化、準確性與自動化的提高。

三、全球定位系統的電力發展應用

隨著GPS全球定位系統在電力自動化發展過程中的廣泛推廣和應用，為了實現變電站的檢測、調度、保護、巡檢等工作更加的精確和高效率，我們可以從以下幾個不同的方面著手將其進行配置：

第一，在電力自動化系統工作的過程中，需要對大量的信息以及數據進行及時的處理，在處理信息和數據的過程中要盡可能多的采取CPU作業協調的方式進行，繼而采用GPS全球定位技術來實現數據信息時間同步處理。

第二，在將系統工作時采集到的數據進行傳送時，需要運用GPS全球定位系統將傳輸方的時間數據進行校對和處理，考慮到離散、采樣、畸變、測量、誤差等各方面存在錯誤的可能性，盡可能的使實際的測量數據與電網的節點保持一致，盡量減少錯誤出現的頻率，縮小錯誤出現的范圍。

第三，要想建立實際工作過程中理想的用于監測和實驗的環境，那么就要通過運用計算的自由定義表達式和結果進行圖形顯示的方式來建立。

GPS全球定位系統的技術具有優越的精準定位定時的功能，在電力系統工作過程中如果能夠充分的運用這些技術和功能，那么可以使電力自動化系統的工作效率得到極大的提高，同時也能為我國電力的更加持續、快速、安全、穩定的運行提供強大的技術保障。GPS全球定位系統的對時間、位置定位的精度極高，并且能夠進行全天的監測，有了這些優點，航空、探測、民生、國防、航海等各個方面都將這種技術廣泛的應用其中，GPS技術得到了最為廣泛的開發和利用。GPS技術為在電力系統中工作的的各個站所提供精準的時間，這樣就為整個電網的統一行動提供了集體行動的基本時間條件。

四、GPS技術在電力自動化中的主要應用

1、主要的工作機制

無論是電網自動化需求，還是電網規?；l展，都對電網的精度和時間覆蓋面積提出了較高的要求，這也反映出以往的實時控制系統已無法滿足現階段電力工程的需要。針對這一情況，要將系統的統一性和精確性貫徹于電力自動化的發展中，確保調度中心與電站始終統一精確是電力調度人員的一個目標。根據電力自動化對數據精確性差異的規定，為了確保電力自動化的始終統一，GPS技術是最佳的選擇。當衛星信號被GPS接收機接收后，會將PPS秒脈沖、時間碼和對應的頻率等分別輸送出來，GPS通過串口將時間信息傳遞到計算機中，并在接收軟件的影響下實時修改計算時間，這時計算機會利用總線向繼電保護裝置和其他自動化設備傳輸時間信息，且同一時間將PPS脈沖傳輸進去，確保GPS同步授時的服務功能。

2、具體的應用情況

從現階段情況來看，GPS技術并沒有應用在電力自動化的各個方面，但其發揮的作用是不能忽略的。

2.1在繼電保護中的應用

在電力部門的繼電保護中，可以用母線、發電機和變壓器等一些設備的主保護代替差動保護，這種保護方式雖然具有可靠、簡單、快速的優勢，但其功效在較長距離的輸電線路中難以彰顯；而應用GPS技術，能使相同時間內某個節點或者廣義的節點實現零變或流入電流代數中，大大降低了時間上的誤差，實現瞬時動作，從而降低故障。此外，在對高壓輸電線路進行聯合調試時，GPS技術也發揮著很好的作用。為了使分析效果更加明顯，對線路兩端的電壓、電流波形用統一的時間標準進行記錄。GPS技術具有精確的定位功能和授時功能，可以有效保護試驗的同步性，有效的呈現分析結果?？梢?，GPS技術對提升繼電保護自動化水平有著重要的作用。例如，長春某電力公司為了實現差動保護，但在向較長距離布置線路時遇到了困難，這時他們應用了GPS技術，為差動保護帶來了巨大的幫助。

2.2在電網調度中的應用

電網調度自動化對提升電網自動化裝置的安全檢驗水平和供電質量有重要作用，GPS技術對提升電力企業的綜合效益同樣發揮著重要的作用。在國際網絡協議的標準下，應用GPS授時定位功能和計算機軟件系統，不僅可以提升數據采集的能力，給電網調度管理的擴展性、安全性和自動獲取數據都帶來了極大的幫助，而且還可以利用其對圖形進行收集，向結合設備傳送，可以分層、分級予以處理。

2.3在線路巡檢中的應用

線路長是野外高壓輸電線路的特征，這給巡檢工作帶來了一定的難度，也給線路的運行故障和安全埋下了一定的隱患。在掌上電腦中裝入GPS接收裝置，可以及時、有效地獲取可靠的數據信息，這對提升巡檢質量、降低線路故障和規范巡檢標準等方面具有重大意義。應用GPS技術，可以借助精確的坐標、線路狀態和時間等信息，及時察覺故障點，并進行準確定位。此外，分析巡檢速度和巡檢距離等數據，可以有效地判斷和監督巡檢的質量，大大降低了人工漏檢或錯檢的情況，有效消除責任不明、標準混亂的不足之處，從而提升了輸電線路的巡檢質量和效率，確保了線路的運行安全，降低了企業的運行成本。例如，河北省某電力部門的某段線路出現了問題，但由于線路過多，很難馬上找到故障切入點，這時運用GPS技術，可以很快發現故障點，并及時進行了搶修，大大提升了檢修速率和質量，確保了該地電網的合理運行。

五、發展方向

現階段，GPS技術在電力自動化中發揮著非常重要的作用，這主要是因為其超強的定位和授時功能。隨著研究的不斷深入，GPS技術將有更寬闊的發展前景，需要結合該技術的應用現狀，研究其未來的發展方向和要求。比如，在電力自動化中GPS作為授時源，在同一時間和矯正上得到了廣泛的應用，同時考慮濾波畸變、離散化和采樣等因素，進而保證電力系統中每一個節點一直是相同的，降低同步時鐘與相角測量的誤差。在對大量的數據進行處理時，采用多CPU協調工作的方式，在執行數據同步采集標準時，可以在GPS時鐘板的精度控制下進行。此外，GPS技術在實現相角同步測量中也揮發了重要的作用，結合現階段新的測量方式，獲取更高的響應速度和精度?？偟膩碚f，在今后的電力自動化工程中，GPS技術的應用會更加廣闊，更加數字化和智能化，會將更多的服務貫穿到電網調度、變電站裝置、狀態檢測、線路巡檢和繼電保護等自動化工作中，進而確保電力自動化和GPS技術共同向前發展。

六、結束語

由于GPS技術具有的時間同步性能，其便捷性為電力系統自動化提供的精度服務已經為展現了GPS技術在電力自動化中的廣闊前景。電力自動化正向著自動化、規?；?、全國化、智能化的方向發展，特別是采用GPS技術后，電力自動化的可靠性與穩定性得到顯著的提升，GPS全球定位技術在電力自動化中的應用不僅積極推動其發展前進，更為建設全國性的繼承規模電網自動化系統提供了強力的支持。最后希望電力自動化的發展越來越昌盛，為祖國的建設做出更巨大的貢獻。

參考文獻：

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