解析GPS技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：GPS技術(shù)能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)提供高精度的授時(shí)、定位、導(dǎo)航服務(wù)，致使其被廣泛地應(yīng)用在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中。文章首先分析了GPS技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，接著分析了其的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；電力自動(dòng)化系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN967.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）29-0037-01

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)是由用戶設(shè)備部分、地面監(jiān)控部分以及空間星座部分三部分共同組成的，是一種自動(dòng)化、精度高、覆蓋范圍廣、效益高的全天侯的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星裝備了走時(shí)長(zhǎng)期精確與穩(wěn)定的原子鐘（每30萬(wàn)年時(shí)間誤差為1 s），并通過(guò)對(duì)不同地區(qū)的不同地形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)向用戶設(shè)備提供精確的時(shí)間信息與位置信息。

1 GPS技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

1.1 實(shí)時(shí)定位

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)由于不具備準(zhǔn)確的定時(shí)定位功能，嚴(yán)重的影響了電力系統(tǒng)整體的性能。GPS技術(shù)采用的三維定時(shí)定位技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的所有位置進(jìn)行測(cè)量，保證了電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的高效性與準(zhǔn)確定，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了可靠的保障。

1.2 定位精確度高

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)通常都是依靠工作人員實(shí)行的現(xiàn)場(chǎng)操作，不可避免的就會(huì)在信息的采集與整理上出現(xiàn)錯(cuò)誤，信息數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性會(huì)給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)很大的影響，嚴(yán)重的影響了電力系統(tǒng)的正常生產(chǎn)過(guò)程。GPS技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了全方位、多點(diǎn)化、高精度的測(cè)量，能夠準(zhǔn)確的對(duì)電力系統(tǒng)的各個(gè)點(diǎn)與整體進(jìn)行統(tǒng)一的測(cè)量，保證了電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)信息采集的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。

1.3 功能多、用途廣

由于GPS衛(wèi)星定位技術(shù)不受可視條件與其他客觀環(huán)境的影響，在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中采用這種技術(shù)，能夠有效的促進(jìn)電力系統(tǒng)工作快速、準(zhǔn)確的運(yùn)行，因此其代替了傳統(tǒng)的老舊設(shè)備，逐漸被廣泛的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，從整體上提高了電力系統(tǒng)的高效化、準(zhǔn)確定與自動(dòng)化。

2 GPS技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)在定時(shí)定位準(zhǔn)確度高的性能越來(lái)越受到廣大電力企業(yè)的重視。并且被廣泛的應(yīng)用在電力系統(tǒng)的安全自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以及微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了更加精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)定位保護(hù)。

2.1 GPS技術(shù)在輸電線路與設(shè)備巡檢中的應(yīng)用

變電站中輸電線路與設(shè)備是保障電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的重要組成部分，但是線路與設(shè)備通常是運(yùn)行在野外或者巡檢人員檢查不到的地方，再由于長(zhǎng)期的受到暴雨、強(qiáng)風(fēng)、滑坡、沉陷、雷電、鳥(niǎo)害以、地震以及超正常載荷的電流運(yùn)輸，很容易造成設(shè)備與線路的的氧化、腐蝕、疲勞與老化等故障，如果不及時(shí)的將故障排除，很容易對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生很大影響，在傳統(tǒng)的巡檢過(guò)程中，通常采用的巡檢人員通常采用的是手工技術(shù)的方式，但是這種方式存在占用人力資源n多。效率低下、成本高等缺點(diǎn)。采用GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線路進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)檢查、采集數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控以及故障監(jiān)測(cè)等信息的采集與匯總，并且能將采集的數(shù)據(jù)及時(shí)的傳輸至電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，保證輸電線路與設(shè)備運(yùn)行安全的同時(shí)，提高了工作效率，降低了運(yùn)行成本。

2.2 GPS技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化檢測(cè)中的應(yīng)用

積極的開(kāi)展電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，能夠顯著的提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)，保證企業(yè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還能減少在這方面的資源投入。同歸在電網(wǎng)自動(dòng)化檢測(cè)中采用GPS定位授時(shí)功能，通過(guò)GPS采集的圖像、視頻等資料傳送至計(jì)算機(jī)軟件處理系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分級(jí)、分層處理，能夠有效的加強(qiáng)電力系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、整理等方面的能力。由于GPS定位系統(tǒng)不受地理環(huán)境的影響，能夠在任何情況下通過(guò)對(duì)反應(yīng)電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)，通過(guò)拓?fù)浞治觯詣?dòng)生成多層畫(huà)面的電網(wǎng)接線狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.3 GPS技術(shù)在繼電器保護(hù)裝置中的應(yīng)用

由于我國(guó)用電需求的逐年增加，超高壓、大電壓電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，致使機(jī)電保護(hù)裝置也得到了快速的發(fā)展。通過(guò)在機(jī)電保護(hù)裝置中應(yīng)用GPS技術(shù)，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)各個(gè)部位的功率因數(shù)、電流、輸送功率、電壓等的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，為電網(wǎng)調(diào)度自貢話檢測(cè)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)還能為電力系統(tǒng)的電網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)與電能質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)發(fā)生事故或故障的時(shí)候，通常是通過(guò)故障錄波裝置提供的波形，建立同步時(shí)間基準(zhǔn)，然后進(jìn)行波形分析。通過(guò)應(yīng)用GPS技術(shù)能夠?qū)⒏鞣N機(jī)電保護(hù)裝置的運(yùn)行的先后順序以及斷電系統(tǒng)的成因進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電力故障發(fā)生的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。故障維修人員在進(jìn)行故障檢查作業(yè)的時(shí)候，通常采用的是對(duì)輸電裝置兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)與測(cè)量的方法，由于大電壓、超電壓電網(wǎng)的高頻機(jī)電保護(hù)工作精度時(shí)間要求為毫秒級(jí)，因此采用傳統(tǒng)的時(shí)鐘是不能保證檢測(cè)的精度的，并且不能保證線路兩側(cè)故障檢測(cè)的同時(shí)性。GPS技術(shù)通過(guò)PC及控制的繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)兩側(cè)檢查與故障檢測(cè)的同時(shí)性，并且對(duì)時(shí)間精度高的電力自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置的時(shí)間誤差保證在毫秒級(jí)。此外，電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的行波故障測(cè)距技術(shù)，由于其具有適應(yīng)性強(qiáng)、測(cè)距精度高的特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在繼電保護(hù)專職的故障檢測(cè)中，通過(guò)在行波故障測(cè)距技術(shù)中應(yīng)用GPS技術(shù)。

2.4 GPS技術(shù)精密授時(shí)與定位功能在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中

的應(yīng)用

通過(guò)利用GPS技術(shù)的精密授時(shí)與定位功能，將GPS接收機(jī)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了野外高壓輸電線路巡視功能的自動(dòng)化。GPS技術(shù)能夠保證UTC與信號(hào)的精度不會(huì)超過(guò)1.0 uS，并且其不受變電站、電廠的環(huán)境與地理?xiàng)l件的限制，使其在精準(zhǔn)時(shí)間同步測(cè)量、檢測(cè)以及實(shí)時(shí)監(jiān)督等方面極大的提高了電力系統(tǒng)裝置的抗干擾能力與可靠，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。此外，GPS技術(shù)還具備了自復(fù)位功能，在受到外界環(huán)境的影響導(dǎo)致電力系統(tǒng)設(shè)備的程序出現(xiàn)故障的時(shí)候，能夠通過(guò)在線監(jiān)控自動(dòng)回復(fù)正常，保證了電力自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

實(shí)例：某110 kV電力企業(yè)的電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，采用的GPS時(shí)間同步系統(tǒng)，配備了一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的同步鐘本體，主時(shí)鐘完成對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的接收與處理，并將衛(wèi)星信號(hào)及時(shí)準(zhǔn)確的傳送至信號(hào)擴(kuò)展裝置，提供標(biāo)準(zhǔn)同步的時(shí)間信號(hào)（RS422電平方式IRIG-B），每臺(tái)時(shí)鐘的內(nèi)部同樣具有守時(shí)功能，并具備同步鐘本體接受兩路IRIG-B（DC）時(shí)碼時(shí)間信息的功能。再由兩臺(tái)遠(yuǎn)程主機(jī)的RS232穿孔與GPS時(shí)間同步系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)時(shí)。此外，當(dāng)主時(shí)鐘接收不到外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)候，GPS技術(shù)還能通過(guò)外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)同步系統(tǒng)以及自身的復(fù)位功能，將外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)恢復(fù)至正常工作狀態(tài)，保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 結(jié) 語(yǔ)

電力系統(tǒng)正向著全國(guó)化、規(guī)模化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，GPS技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠顯著的提高電力系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，為建設(shè)全國(guó)性的繼承規(guī)模電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)提供了強(qiáng)力的支持。

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