GPS技术在电力自动化中的运用

段晓燕

摘要：本文主要针对GPS技术的含义、GPS技术在电力自动化应用中所具有的优势以及GPS技术在电力自动化中的主要应用进行简要分析，仅供参考。

关键词：GPS技术；电力自动化；应用

中图分类号：F407文献标识码： A

一、GPS技术的含义

全球定位系统就是我们要研究的GPS技术，主要由地面监控、空间星座和用户设备等部分构成。时至今日，它已成为一种自动化、高精度、全天候、高效益和全球覆盖的先进系统模式，在很多领域中得到了广泛的应用，因此，在电力自动化系统中应用GPS技术必将成为一种趋势。

详细的说，利用地面接收仪器将空间发射的信号予以接收，这是GPS技术的优势功能。因为特有的结构会存在于空间的星座中，确保至少有4颗卫星存在于某一区域中，通过接受设备的方式展现地面用户的导航形式，进而令GPS可以将多项数据单向传输的服务提供给多个用户。

二、GPS技术在电力自动化应用中所具有的优势

1、定位精确度高

在以前，电力系统发展较为落后的时期，传统的电力系统大多采用的是依靠人工技术进行现场操作来实现监控，那么在采集信息和整理信息时就不可避免的会出现差异和错误，由于电力系统的特性，当出现不准确的信息时，就会给电力系统的正常运营带来巨大的影响，从而严重阻碍了电力系统正常的生产过程。而现在随着科技的进步和发展出现了GPS技术，GPS技术具有高精度定位定时的功能，为电力自动化系统中的监控和测量提供了方便快捷的道路，将GPS技术运用到电力自动化中，顺利实现了高精度、全方位、多点化的信息和数据采集，不仅仅做到了能够对电力自动化系统的每个点以及整体进行统一的准确的测量，极大的保证了电力自动化系统运营过程中信息采集的准确性和真实性，而且大大提高了电力自动化系统的工作效率和水平，推动了电力自动化技术的发展和进步。

2、实时定位

在过去，传统的电力系统并不具备准确的定时和定位的功能，造成了采集到的信息不准确、有误差，这种因素使电力系统整体的性能收到了严重的影响。而GPS技术的则采用了三维定时定位的技术，这种定时定位的技术能够将电力系统中的所有位置进行精准测量，从而得到电力系统生产过程中所需要的准确信息，这些准确的信息保证了电力系统自动化运行时的高效性与准确性，使电力系统的正常运行得到了可靠有力的保障。

3、GPS技术功能众多、用途广泛

由于GPS卫星定位技术不受可视条件与其他客观环境条件的影响，将这种技术应用到电力自动化系统中，能够快速的采集到准确的信息，有效的提高电力系统自动化运行的工作效率，促进电力自动化系统工作的准确运行，因此GPS卫星定位技术代替了原来传统的老旧设备，在电力自动化系统中得到广泛的应用，使电力自动化系统从整体上得到了的高效化、准确性与自动化的提高。

三、全球定位系统的电力发展应用

随着GPS全球定位系统在电力自动化发展过程中的广泛推广和应用，为了实现变电站的检测、调度、保护、巡检等工作更加的精确和高效率，我们可以从以下几个不同的方面着手将其进行配置：

第一，在电力自动化系统工作的过程中，需要对大量的信息以及数据进行及时的处理，在处理信息和数据的过程中要尽可能多的采取CPU作业协调的方式进行，继而采用GPS全球定位技术来实现数据信息时间同步处理。

第二，在将系统工作时采集到的数据进行传送时，需要运用GPS全球定位系统将传输方的时间数据进行校对和处理，考虑到离散、采样、畸变、测量、误差等各方面存在错误的可能性，尽可能的使实际的测量数据与电网的节点保持一致，尽量减少错误出现的频率，缩小错误出现的范围。

第三，要想建立实际工作过程中理想的用于监测和实验的环境，那么就要通过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。

GPS全球定位系统的技术具有优越的精准定位定时的功能，在电力系统工作过程中如果能够充分的运用这些技术和功能，那么可以使电力自动化系统的工作效率得到极大的提高，同时也能为我国电力的更加持续、快速、安全、稳定的运行提供强大的技术保障。GPS全球定位系统的对时间、位置定位的精度极高，并且能够进行全天的监测，有了这些优点，航空、探测、民生、国防、航海等各个方面都将这种技术广泛的应用其中，GPS技术得到了最为广泛的开发和利用。GPS技术为在电力系统中工作的的各个站所提供精准的时间，这样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。

四、GPS技术在电力自动化中的主要应用

1、主要的工作机制

无论是电网自动化需求，还是电网规模化发展，都对电网的精度和时间覆盖面积提出了较高的要求，这也反映出以往的实时控制系统已无法满足现阶段电力工程的需要。针对这一情况，要将系统的统一性和精确性贯彻于电力自动化的发展中，确保调度中心与电站始终统一精确是电力调度人员的一个目标。根据电力自动化对数据精确性差异的规定，为了确保电力自动化的始终统一，GPS技术是最佳的选择。当卫星信号被GPS接收机接收后，会将PPS秒脉冲、时间码和对应的频率等分别输送出来，GPS通过串口将时间信息传递到计算机中，并在接收软件的影响下实时修改计算时间，这时计算机会利用总线向继电保护装置和其他自动化设备传输时间信息，且同一时间将PPS脉冲传输进去，确保GPS同步授时的服务功能。

2、具体的应用情况

从现阶段情况来看，GPS技术并没有应用在电力自动化的各个方面，但其发挥的作用是不能忽略的。

2.1在继电保护中的应用

在电力部门的继电保护中，可以用母线、发电机和变压器等一些设备的主保护代替差动保护，这种保护方式虽然具有可靠、简单、快速的优势，但其功效在较长距离的输电线路中难以彰显；而应用GPS技术，能使相同时间内某个节点或者广义的节点实现零变或流入电流代数中，大大降低了时间上的误差，实现瞬时动作，从而降低故障。此外，在对高压输电线路进行联合调试时，GPS技术也发挥着很好的作用。为了使分析效果更加明显，对线路两端的电压、电流波形用统一的时间标准进行记录。GPS技术具有精确的定位功能和授时功能，可以有效保护试验的同步性，有效的呈现分析结果。可见，GPS技术对提升继电保护自动化水平有着重要的作用。例如，长春某电力公司为了实现差动保护，但在向较长距离布置线路时遇到了困难，这时他们应用了GPS技术，为差动保护带来了巨大的帮助。

2.2在电网调度中的应用

电网调度自动化对提升电网自动化装置的安全检验水平和供电质量有重要作用，GPS技术对提升电力企业的综合效益同样发挥着重要的作用。在国际网络协议的标准下，应用GPS授时定位功能和计算机软件系统，不仅可以提升数据采集的能力，给电网调度管理的扩展性、安全性和自动获取数据都带来了极大的帮助，而且还可以利用其对图形进行收集，向结合设备传送，可以分层、分级予以处理。

2.3在线路巡检中的应用

线路长是野外高压输电线路的特征，这给巡检工作带来了一定的难度，也给线路的运行故障和安全埋下了一定的隐患。在掌上电脑中装入GPS接收装置，可以及时、有效地获取可靠的数据信息，这对提升巡检质量、降低线路故障和规范巡检标准等方面具有重大意义。应用GPS技术，可以借助精确的坐标、线路状态和时间等信息，及时察觉故障点，并进行准确定位。此外，分析巡检速度和巡检距离等数据，可以有效地判断和监督巡检的质量，大大降低了人工漏检或错检的情况，有效消除责任不明、标准混乱的不足之处，从而提升了输电线路的巡检质量和效率，确保了线路的运行安全，降低了企业的运行成本。例如，河北省某电力部门的某段线路出现了问题，但由于线路过多，很难马上找到故障切入点，这时运用GPS技术，可以很快发现故障点，并及时进行了抢修，大大提升了检修速率和质量，确保了该地电网的合理运行。

五、发展方向

现阶段，GPS技术在电力自动化中发挥着非常重要的作用，这主要是因为其超强的定位和授时功能。随着研究的不断深入，GPS技术将有更宽阔的发展前景，需要结合该技术的应用现状，研究其未来的发展方向和要求。比如，在电力自动化中GPS作为授时源，在同一时间和矫正上得到了广泛的应用，同时考虑滤波畸变、离散化和采样等因素，进而保证电力系统中每一个节点一直是相同的，降低同步时钟与相角测量的误差。在对大量的数据进行处理时，采用多CPU协调工作的方式，在执行数据同步采集标准时，可以在GPS时钟板的精度控制下进行。此外，GPS技术在实现相角同步测量中也挥发了重要的作用，结合现阶段新的测量方式，获取更高的响应速度和精度。总的来说，在今后的电力自动化工程中，GPS技术的应用会更加广阔，更加数字化和智能化，会将更多的服务贯穿到电网调度、变电站装置、状态检测、线路巡检和继电保护等自动化工作中，进而确保电力自动化和GPS技术共同向前发展。

六、结束语

由于GPS技术具有的时间同步性能，其便捷性为电力系统自动化提供的精度服务已经为展现了GPS技术在电力自动化中的广阔前景。电力自动化正向着自动化、规模化、全国化、智能化的方向发展，特别是采用GPS技术后，电力自动化的可靠性与稳定性得到显著的提升，GPS全球定位技术在电力自动化中的应用不仅积极推动其发展前进，更为建设全国性的继承规模电网自动化系统提供了强力的支持。最后希望电力自动化的发展越来越昌盛，为祖国的建设做出更巨大的贡献。

参考文献：

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