GPS在电力自动化的应用研究

樊其龙 王健

摘 要：GPS即全球定位系统以准确的定位、定时作用，在我国的电力自动化体统中发挥着越来越大的作用。对GPS全球定位系统进行更为广泛和深刻的研究，是电力自动化水平不断提升的需要，更是促进电力在经济社会发展中实现更大的作用的需要。但是，随着经济社会的快速发展，电网的范围和规模逐步加强和扩大，不能统一时间、统一行动的情形已经不能与社会对电力的需要相满足，迫切的要解决在大规模的范围内实现统一标准的时间。恰当的运用GPS系统，可以改善电力系统中的问题，实现更好的发展。

关键词：全球定位技术 电力自动化 技术应用 应用研究

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-01

电力系统是一个复杂的整体，组成部分繁多，众多的变电所、发电厂、传输电线、终端用户等，它们的运营情况和线路数据大多是通过各类传送装备返回调控部门的。时间的差距也可能导致上下级反馈的数据与当时汇报的数据产生差别。这样就会导致上级反馈的信息和数据往往对于一段时间以前的情况有针对性，而在这段时间之后则可能因其他原因和突发事故的出现而失去应有的指导性效果。[1]

1 全球定位系统GPS的含义

GPS是英文单词Global P0sitioning System的头字母缩写，也就是我们通常所说的全球定位系统。全球定位系统是在20世纪的70年代，美国研制开发的一种运用卫星进行导航并予以定位的系统，开始只是运用于国防系统，现在面向全球进行高准确度的定位、导航、授时等功能的服务。将这些服务大体分成两种类型：即标准的定位性服务、精密的定位性服务。[2]标准的定位性服务英文简写为SPS，主要是给民用团体服务的，而精密的定位性服务英文简写为PPS则是为了政府和国防系统服务的。全球定位系统已经经美国授意服务于全球用户，成为共享的社会资源。标准定位服务的测量范围是：垂直方向156 m，水平方向100 m，标准时间340 mus。全球定位系统主要组成部分有：地面的监控系统、用户的设备系统和空间的星座系统三部分。空间部分由分布在6个平面轨道上的24个卫星形成，在地球的每个时间、空间都会有4颗以上的卫星完成监测。所以我们才把全球定位系统称为自动、高校、无缝隙、高精确度的卫星定位系统。地面用户的接受是单方向的，只能收，而全球定位系统则能给无限的用户传送数据、提供服务。[3]全球定位系统的卫星有铯原子材料钟，这种装备可以精确无误切长时间稳定的工作，保证了全球定位系统的收发信息时间准确。

2 全球定位系统在电力自动化技术应用

随着电网的自动化和电力的规模水平日益提升，计算机的监控实时性被许多电站所应用和完善。计算机的实时性监控对完善电力信息传输的精确性有较大的贡献。工作人员将各部分的信息与调动管制中心进行协调，确定动作和事件的先后顺序和行动时间，对站所可能发生的事故进行正确的原因分析、顺序的记录、监测电力数据、做好统计报表、判断故障等。电力的自动化根据应用范围的不同，对数据传输有着不同的要求：静态的状态估计，其角度精度为0.5°，时间精度为25 ?s；动态的态估计，其角度精度为1.5°，时间精度为50～250 ?s；稳定监测和控制状，其角度精度为1度，时间精度为50 ?s；相角测量，其角度精度为0.1°，时间精度为5 ?s；故障定位，其位置精度为304.8 m，时间精度为0.5 ?s；自适应继电保护，其角度精度为0.15°，时间精度为5 ?s。从以上数据的比较可以看出，不管是从可靠性的角度还是从时间的精度上来看，全球定位系统都是电力应用系统中的最佳时钟统一的方法。[4]全球定位系统技术应该可以实现大多数站所对同时性能的需求。时间的精准和同步对于电力自动化的发展有着举足轻重的作用。通过全球定位系统的定位、授时作用，将大大提高高压野外线路输送的准确度。全球定位系统的传送设备与计算机网络技术良好结合，将实时记录的工作数据、状态等进行汇总，提高办公的效率和成本，缩短事件处理时间，较低各种错误出现频率。[5]另一方面，巡检人员可以通过全球定位系统控制个部门的工作效率，实现智能、电子、信息的同步提升，增强数据传输的可靠性和安全性。企业方面也可以通过这种形式的传输实现无纸办公。

3 全球定位系统的电力发展应用

为了将全球定位系统是电力发展中广泛推开和应用，在更精确的角度实现变电站的检测、调度、保护、巡检等工作的效率提高，可以着手从以下几方面进行配置。

第一，对大量的信息和数据进行及时的处理过程中，尽量多的采取CPU作业协调的方式进行，由全球定位系统来实现时间同步。[6]

第二，运用全球定位系统将传输方的时间数据进行校对和处理，考虑全面的离散、采样、畸变、测量、误差等存在错误的可能性，尽可能的使实际的测量于电网的节点保持一致，减少错误出现的频率和

范围。[7]

第三，运用计算的自由定义表达式和结果进行图形显示的方式，来建立实际工作租用的理想的实验和监测环境。全球定位系统的技术有着优异的定位、授时功能，充分运用这些功能可以极大提高电力自动化系统的工作效率，为我国电力的持续、稳定、安全、快速运行提供强大技术保障。全球定位系统的时间、位置精度极高，且能保障全天的监测，这些优点在航空、航海、探测、国防、民生等各个方面得到了最为广泛的开发和利用。全球定位系统为电力系统的各个站所提供准确的时间，这就为整个电网的统一行动提供了集体行动的基本时间

条件。[8]

参考文献

[1] 辛耀中.电力信息化几个问题的探讨[J].电力信息化，2003，1（3）：20-23.

[2] 陈文升，唐洪德.数字化变电站关键技术研究与工程实现[J].华东电力，2009，37（1）：124-128.

[3] 宋广千，付国.电力同步网建设[J].电力系统通信，2005，26（3）：57-58，67.

[4] 钱天爵，瞿学林.GPS全球定位系统及其应用[M].北京：海潮出版社，1993.

[5] 王勇，李智君.网络化测控设备间的时间同步[J].仪器仪表学报，2006，27（9）：1085-1089.

[6] 潘新民，王燕芳.单片微型计算机实用系统设计[M].北京：人民邮电出版社，1992.

[7] 韩富春．电力系统自动化技术[M]．北京：中国水利水电出版社，2003．

[8] 韩英铎，王仲鸿，林孔兴，等．电力系统中的三项前沿课题：柔性输电技术，智能控制，基于GPS的动态安全分析与监测系统[J]．清华大学学报（自然科学版），1997（7）：l-6．